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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁSESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NUMLATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA FíSICA,
MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA
ROBÉLlO LEANDRO MARCHÃO
Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino
Fevereiro - 2007
RüBÉLIü LEANDRO MARCHÀO
INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIA NUM
LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA
FisICA, MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA
Tese apresentada ao Programa de P6sgraduaçào em Agronomia, da UniversidadeFederal de Goiâs, como requisito parcial àobtençào do titulo de Doutor em Agronomia.Area de concentraçâo: Solo e agua
Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino
Co-orientadores:Dr. Thierry BecquerDr. Patrick LaveHe
Goiânia, GO - Brasil2007
RüBÉLIü LEANDRO MARCHÃO
INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÃRIA NUM
LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA
FÍSICA, MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA
Tese apresentada ao Programa de Pósgraduação em Agronomia, da UniversidadeFederal de Goiás, como requisito parcial àobtenção do título de Doutor em Agronomia.Área de concentração: Solo e água
Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino
Co-orientadores:Dr. Thierry BecquerDr. Patrick LaveHe
Goiânia, GO - Brasil2007
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(GPTIBCIUFG)
Marchão, Robélio Leandro.M3I5i Integração lavoura-pecuária num latossolo do
cerrado: impacto na física, matéria orgânica e macrofauna I Robélío Leandro Marchão, Goiânia, 2007.
I53f. : íl., figs., tabs.
Orientador: Luiz Carlos Balbino, Co-Orientadores: Thierry Becquer, Patrick Lavelle.
Tese (Doutorado) - Universidade Federal deGoiás, Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos, 2007.
Bibliografia.Inclui listas de figuras, tabelas e de anexos.
1. Sistemas agrícolas - Cerrado 2. Lavoura - Pecuária - Integração 3. Fauna do solo - Cerrado 4. Física do solo - Cerrado 5. Solo - Matéria orgânica I.Balbino, Luiz Carlos II. Becquer, Thierry III. Lavelle, Patrick IV. Universidade Federal de Goiás,Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos V.Título.
.: ·,~~;-"·'''··Fflp:631.I47:636(213.54).. , .. ,.,,~?'; ,("'~' \:;...•~·U:.... ..J ~
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•
ROBÉLIO LEANDRO MARCHAo
"INTEGRAÇAo LAVOURA.PECUÁRIA NUM LATOSSOLODO CERRADO: IMPACTO NA FíSICA, MATÉRIAORGANICA E MACROFAUNA".
Tese DEFENDIDA e APROVADA em 15 de fevereiro de2007, pela Banca Examinadora constituída pelosmembros:
Dr. Luiz Carlos BalbinoPresidente - Embrapa Transferência de Tecnologia
•
Dr. Thierry BecquerIRDlEmbrapa Cerrados
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t 1
Dr. Ale.~anede Oliveira Barcellos, mbrapa Cerrados
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~~~~~)~::::::=- D . ._-
r. Pedro LUlZ O. A. MachadoEmbrapa Arroz e Feijão
')
•
.,•
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, por permitir-me alcançar mais uma etapa sem ter me deixado fraquejar em
nenhum momento, estando sempre ao meu lado, mesmo nas horas dificeis
À Universidade Federal de Goiás, por mais uma oportunidade de realizar mais um curso de
pós-graduação strictu sensu
Ao Institut de Recherche Pour ie Déveioppement - IRD, pela concessão da bolsa de
doutoramento e apoio financeiro na França e no Brasil, em todas etapas desta pesquisa
Agradeço especialmente ao Laboratoire d'Ecologie des Sois Tropicaux, LestlBiosol no
Centre de Recherche d'ile de France - IRD/Bondy, pela amigável recepção durante os
estágios realizados na França além das oportunidades a mim oferecidas
Ao pesquisador e orientador Luiz Carlos Balbino, agradeço a oportunidade de poder trabalhar
nos projetos de Integração Lavoura-Pecuária da Embrapa e também pela amizade e confiança
em mim depositada
Agradeço especialmente também ao pesquisador Lourival Vilela, por conceder uma de suas
grandiosas unidades experimentais, onde foi realizado todo o trabalho de campo
Aos grandes amigos e co-orientadores da tese, Thierry Becquer e Patrick Lavelle a quem
admiro profundamente pela competência e dedicação à pesquisa científica sempre de
prontidão a ajudar e orientar durante a tese, e também pela agradável compania
Gostaria de agradecer aos pesquisadores Michel Brossard do IRD-Montpellier, Alexandre de
Oliveira Barcellos da Embrapa Cerrados, Pedro Luiz O. A. Machado da Embrapa Arroz e
Feijão e ao Dr. George Gardner Brown da Embrapa Florestas por terem aceitado o convite
para participar da banca examinadora da tese e pelas criticas e sugestões que com certeza
melhoraram significativamente o trabalho
A toda minha família, meus pais, meu irmão, minha noiva que sempre de forma carinhosa e
bem humorada, me incentivaram durante minha vida acadêmica e possibilitaram que mais
este trabalho se tomasse realidade
A Embrapa Cerrados, por ter me acolhido durante todo o trabalho de campo e de laboratório e
também pela oportunidade de fazer tantas amizades
•
...
•
A tous mes amis et paternaires de Bondy, Elena Velasquez, Núria Ruiz, Leonide Celini,
Sébastien Barot, Manuel Blouin, Jérome Mathieu, Corine Rouland, Maurice Lourd, Annabelle
Mellot, Florence Dubs je remerei a tous
Merei aussi ames patemaires de l'IRD au Brésil, Danielle Mitja, Michel Brossard, Thierry
Desjardins et Max Sarazin, Sabrina Milani, merei également a Didier Brunet, qui m'a
accueilli a Montpellier pour une semaine sur les analyses NIRS
Obrigado a todos colegas, amigos e parceiros, pesquisadores da Embrapa Cerrados, Euzébio
Medrado, Adriana Reatto, Éder Martins, João de Deus, Marcos Carolino, Luciano Shozo,
Charles Martins, Marina Vilela, Fernando Macena, Alexandre Barcellos, IMa de Carvalho,
Fabiana Aquino e especialmente a dois amigos que já são parceiros de longas caminhadas,
Álvaro Resende e Daniel Kimpara
Obrigado também a todos os colegas de pós-graduação, especialmente os amigos Pedro
Vendrame, Glênio Guimarães, Cláudio Karia, Diogo Eberhardt, Inês Oliveira, Fernanda
Ikeda, Angel Blanco, Reider Benevides, Ricardo Pereira, Antônio Rios, Jeremie Garnier, Luís
Fábio
Obrigado ao secretário da pós-graduação, amigo e agora sim, companheiro de pescaria
Welinton Mota
Aos professores e pesquisadores Luiz Fernando Coutinho, Geraldo César de Oliveira, João
Batista Duarte, Wilson Mozena Leandro, Pedro Marques da Silveira, Huberto José Klieman,
Murillo Lobo Júnior, pelas oportunidades
Aos amigos de laboratório da Embrapa Cerrados, Wantuir Caixeta, Nelson Camargos e
Nirceu Werneck pelo apoio nas análises e no trabalho de campo
Aos estagiários e ex-estagiários da Embrapa Cerrados e Arroz e Feijão, que durante vários
dias foram companheiros de triagem da macrofauna e de trabalho de campo: Leison, Luana,
Aracelly, Débora, Reinaldo, Sanclair, Welinton, João Paulo, Laura, Juliana, Adriana, Lívia,
Janne
A TODOS MEU RECONHECIMENTO, MUITO OBRIGADO!!!
•
•
Aos meus pais Alberto e Cesária
À minha noiva e eterna namorada Izabel
Ao meu irmão Alberto
Aos meus sobrinhos Leonardo e Letícia
À toda minha família
Dedico
AOS MEUS AVÓS
EDSON E TERESA
NELI,
OFEREÇO
sUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS 10
LISTA DE TABELAS 12
LISTA DE ANEXOS 14
RESUMO 15
ABSTRACT 17
• 1 INTRODUÇÃO GERAL 19
2 REVISÃO BmLIOGRÁFICA 26
2.1 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CULTIVO NO CERRADO BRASILEIRO ...... 262.2 MACROFAUNA DO SOLO: BIODIVERSIDADE E O SEU PAPEL COMO
INDICADORA DE QUALIDADE 302.3 QUALIDADE FÍSICA DO SOLO 372.5 IMPORTÂNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E ESTOQUES DE
CARBONO E NITROGÊNIO 40
3 REFERÊNCIAS 44
CAPÍTULO I
QUALIDADE FÍSICA DE UM LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMAS DEINTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NO CERRADO
"
RESUMO 55
ABSTRACT 56
1 INTRODUÇÃO 57
2 MATERIAL E MÉTODOS 59
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 63
4 CONCLUSÕES 71
5 AGRADECIMENTOS 72
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 73
CAPÍTULO II
C AND N STOCKS lN A BRAZILIAN CLAYEY FERRALSOL: 13 YEARS EFFECTSOF CROP-PASTURE INTEGRATED SYSTEMS
RESUMO 75
ABSTRACT 76
MATERIAL AND METHODS 79
C N SOIL CONCENTRATIONS 85C N STOCKS 88
RESULTS 85
DISCUSSION 90
STUDY SITE 79EXPERIMENT DESIGN 79SOIL SAMPLING AND ANALYSIS 82DATA TREATMENT AND C N STOCKS CALCULATIONS 84
INTRODUCTION 77
NIRS APPROACH 90C N STOCKS CALCULATIONS 91EFFECT OF DIFFERENT LAND USE SYSTEMS ON C N CONCENTRATIONSAND STOCKS 93
1•
2
2.12.22.32.4
3
3.13.2
4
4.14.24.3
5 CONCLUSIONS 98"
6 ACKNOWLEDGEMENTS 99
7 REFERENCES 100
CAPÍTULO III
SOIL MACROFAUNA COMMUNITIES UNDER CROP-LIVESTOCK ROTATIONSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL, BRAZIL
RESUMO 107
ABSTRACT 108
1 INTRODUCTION 109
2 MATERIAL AND METHODS 112
2.1 STUDY SITE 112
..
2.2 EXPERIMENT DESIGN 1122.3 SOIL MACROFAUNA SAMPLING AND STATISTICAL ANALYSIS 115
3 RESULTS 117
3.1 MACROFAUNA DENSITY 1173.2 MORPHOSPECIES RICHNESS AND SHANNON INDEX 1213.3 VERTICAL DISTRIBUTION 122
4 DISCUSSION 125
5 CONCLUSIONS 127
• 6 ACKNOWLEDGEMENTS 128
7 REFERENCES 129
CONSIDERAÇÕES FINAIS 133
ANEXOS 135
•
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Figura 4
Figura 1
Figura 2
Figure 1
Figure 2
Figure 3
LISTA DE FIGURAS
Mapa de vegetação mostrando a área central do Bioma Cerrado, encravesem outros biomas e áreasde transição '" 19
Mapa resultante da classificação das imagens MODIS mostrando as áreasdesmatadas na parte central do Cerrado e os principais blocosremanescentes de vegetação nativa 20
Modelo geral explicando como as condições gerais do ambiente,notadamente as práticas de gestão impostas pela agricultura, alteram ascondições do solo por intermédio das modificações epígeas e endógeas 31
Modelo conceituaI para a gestão da atividade de macroinvertebradosdentro de um agroecossistema 32
CAPÍTULO I
Curvas do conteúdo relativo versus tensão da água no solo em sistemas deintegração lavoura-pecuária nas profundidades de O a 45 cm. 'Planaltina,DF 67
Modelo gráfico comparativo da qualidade físico-hídrica do solo emsistema de integração lavoura-pecuária, para as camadas: 0-5 cm (A); 1015 cm (B); 20-25 cm (C); e 40-45 cm (D), considerando os valoresrelativos dos parâmetros resistência à penetração (RP); macroporosidade(MAC); densidade do solo (Ds) e microporosidade efetiva (MIE) 69
CAPÍTULon
Distribution of carbon (C) and nitrogen (N) concentrations in the differentmanagement systems (A) and in function of the tillage (B). **- significantat p<0.05 probabilityleveI; ns - non-significant. 87
Carbon (A) and nitrogen (B) stocks under continuous and crop-livestockrotation systems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soilmass of Cerrado 89
Carbon stocks comparison under continuous and crop-livestock rotationsystems in 0-30 cm soi1 depth calculated corrected by relative soil mass ofCerrado (A) and only with bulk density (B) 92
Figure 1
Figure 2
Figure 3
Figure 4
CAPÍTULO III
Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofaunadensity of grand groups and PCA analysis for soil management systems(b) and effect of soil tillage systems (c) in a central plateau at Planaltina,DF 119
Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofaunamorphoespecies richness of grand groups and PCA analysis for soilmanagement systems (b) and soil tillage systems (c) in a central plateau atPlanaltina, DF 120
Vertical distribution of all macrofauna group density in the litter anddifferent soil depths for treatments (in percent ofthe sum of all groups)....... 123
Vertical distribution of some macrofauna group density in the litter anddifferent soil depths for Cerrado and crop-pastures (in percent of the sumof all depths) 124
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Propriedades da fauna do solo como indicadores da qualidade do solo 35
CAPÍTULO I
Tabela 1 Características tisicas e químicas do Latossolo Vermelho noexperimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados,Planaltina DF, 2004 59
Tabela 2 Sistemas de manejo e uso do solo estudados no experimento deintegração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004 60
Tabela 3 Valores médios de atributos tisico-hídricos em função de sistemas demanejo e uso do solo e da profundidade de amostragem. Planaltina-DF,2004 65
CAPÍTULO II
Table 1
Table 2
Table 3
Table 4
Table 5
Table 6
Table 7
Selected soil physico-chemical properties (Gibbsic Ferralsol) collectedfrom the crop-livestock integrated systems 79
Soil management systems used in the field experiment 81
Statistics of C and N content (g kg'! soil) of the reference soils samplesby dry combustion (n=30) 83
Calibration ofNIR spectra and validation results for carbon and nitrogenconcentrations (g kg") 83
Results of Anova for principal effects of management system, soiltillage, fertilization and soil depth on bulk density (Db), total soilorganic carbon (C) and total nitrogen (N) 85
Bulk density (g cm"), total soil organic carbon (g kg'!) and totalnitrogen (g kg") in treatments for soil depths. Each value in the tablerepresents the mean and standard deviation 86
Carbon and nitrogen stocks at 0-20 cm depth (Mg ha") for soilmanagement systems and soil tillage type in different soil land usesystems of Cerrado region 95
•
Table 1
Table 2
Table 3
CAPÍTULO III
Soil management systems used in the field experiment at Planaltina, DF 114
Density (individuals per m") and number of morphospecies(morphospecies richness) of soil macroinvertebrates in crop-pasturesystems and Cerrado vegetation in a Ferralsol near Planaltina, Brazil.. 118
Species richness, number of individuals and Shannon index (± standarddeviation) of soil macroinvertebrates morphoespecies in crop-pasturessystems and Cerrado vegetation at Planaltina-DF, 2004 122
Anexo 1
Anexo 2
Anexo 3
Anexo 4
Anexo 5
Anexo 6
LISTA DE ANEXOS
Vista geral do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em áreaexperimental da Embrapa Cerrados, coordenadas 15° 35' S e 47° 42' W,Planaltina, DF 136
Croqui do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimentalda Embrapa Cerrados, Planaltina, DF 137
Relação de fertilizantes aplicados no experimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004 138
Dados brutos para cada tratamento, repetição e profundidade deresistência à penetração (Rp em MPa), umidade gravimétrica (UgRP emg cm") no momento da amostragem, densidade do solo e densidade departículas (Ds e Dp em g cm.3) assim como os conteúdos gravimétricosde água no solo em equilíbrio com as tensões 1, 3, 6, 10, 33, 80,400,1000 e 1500 KPa respectivamente, obtidos pelo método da centrifuga 139
Values of wet (wet mass) and dry (dry mass) soil mass, volumetricwater content (e), volume of cylindrical core samples (Vol cyl), bulkdensity (Bd), carbon (C) and nitrogen (N) contents in alI soilmanagement systems (Syst), tillage (Till) and fertilizer (Fert) regimes,soil depth (Depth) and replicates (Rep) .142
Médias mensais do período 1991-2005 de precipitação, temperatura eumidade do ar no coletadas na estação meteorológica da "Serra",Embrapa Cerrados, Planaltina, DF. Coordenadas 15° 35'30" S ~o
42'00" W, altitude 1.175 m .153
RESUMO
MARCHÃO, R. L. Integração lavoura-pecuária num Latossolo do Cerrado:Impacto na tisica, matéria orgânica e macrofauna. 2007. 153f. Tese (Doutorado emAgronomia: Solo e Água)-Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos,Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2007.1
A integração dos sistemas lavoura-pecuária (ILP) têm sido freqüentemente
recomendada para o Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto sobre o
funcionamento do solo é ainda limitado. Objetivou-se estimar o efeito benéfico destes
sistemas, envolvendo tipos de preparo do solo e níveis de fertilização sobre a qualidade
tisica, estoques de carbono e nitrogênio e sobre as comunidades da macrofauna de um
Latossolo Vermelho do Cerrado. O estudo foi realizado na área experimental da
Embrapa Cerrados em Planaltina-DF, em um experimento de ILP implantado há 13
anos. Os sistemas estudados foram: pastagem continua; lavoura contínua; rotação
lavoura-pastagem; e rotação pastagem-lavoura. O Cerrado nativo foi utilizado como
testemunha. Nos sistemas lavoura contínua e rotação existem ainda dois tipos de
preparo do solo (convencional e plantio direto) e de fertilização (manutenção e
corretiva). Verificou-se que os sistemas de integração alteraram significativamente os
atributos tisico-hídricos do solo e que háum incremento na resistência à penetração e na
densidade do solo em todos os sistemas quando comparados ao Cerrado, porém, apesar
de incrementar a densidade e a resistência à penetração do solo, o pisoteio animal na
fase pastagem, durante quatro anos nos sistemas de ILP, não é fator limitante aos
cultivos anuais. Ademais, os sistemas de ILP contnbuem para aumentar o
armazenamento da água e a porosidade do solo. Ficou também demonstrado, que os
atributos avaliados são ferramentas que podem ser utilizadas como indicadoras da
qualidade tisica do solo. Os sistemas de uso e preparo do solo influenciaram
significativamente as concentrações e estoques de carbono e nitrogênio do solo, porém
não foi observado efeito do nível de fertilização. Os sistemas de ILP não diferiram dos
sistemas contínuos em relação aos estoques de Carbono e Nitrogênio, porém, observou
se uma tendência de acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto.
Observou-se que 13 anos de manejo sob ILP não permitiram identificar quais sistemas
1 Orientador: Dr LuizCarlosBalbino - Embrapa.Co-orientadores: Dr Thierry Becquer - IRD.
Dr PatrickLavelle - IRDfUniversité de Paris VI.
são mais sustentáveis em relação ao acúmulo de Carbono, além disso, a metodologia
analítica de determinação e a forma de cálculo do estoque de Carbono podem interferir
nos resultados e limitar a comparação com a literatura existente. A espectroscopia de
infravermelho próximo (NIR) apresentou-se como urna ferramenta útil na quantificação
das concentrações de carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa
sobre o acúmulo de carbono em agroecossistemas. Finalmente, a análise de
componentes principais, conduzida sobre os dados da macrofauna revelou efeito
significativo do sistema de uso e preparo do solo sobre a densidade e diversidade dos
principais grupos encontrados. Os sistemas lavoura contínua e em rotação,
especialmente sob plantio direto apresentaram urna maior densidade e diversidade em
relação aos demais sistemas e ao Cerrado. Observou-se que sistemas de ILP, baseados
no plantio direto e na rotação pastagens leguminosas são mais sustentáveis por
apresentarem melhores condições biológicas, com maior densidade e biodiversidade
favorecendo a colonização pela macrofauna do solo. Parâmetros como a densidade e a
riqueza de morfoespécies são bons indicadores da qualidade do solo e podem ser
utilizados na comparação de sistemas e uso do solo, além de serem indicadores de
sustentabilidade do agroecossistema.
Palavras chave: resistência à penetração, porosidade, retenção de água, acúmulo de C e
N, espectroscopia de infravermelho próximo, macrofauna edáfica, plantio direto,
sustentabilidade e qualidade do solo.
•
ABSTRACT
MARCHÃO, R. L. Crop-livestock maoagemeot system in a Cerrado Ferralsol:Impact 00 physical properties, orgaoic matter and macrofauoa. 2007. 153f. Thesis(Doctorate in Agronomy: Soil and Water)-Escola de Agronomia e Engenharia deAlimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2007.2
Crop-livestock management systems have been increasingly recommended as an
alternative system in the Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the
indicators used to evaluate their ímpact on soil quality is still limited. Therefore the
present study was undertaken to ana1yze the e:ffect of crop-livestock rotation systems
and test the impact of tillage and fertilization regimes on soil hydraulic parameters,
abundance and diversity of soil macrofauna and soil carbon and nitrogen stocks,
compared to continuous crops or pastures. The soil management systems studied was:
continuous pasture; continuous crop; crop-pasture rotation; and pasture-crop rotation.
The rotations systems changed every four years. ln rotation and continuous crop
systems two tillage (Conventional and no-tillage) and fertility (maintenance and
corrective fertility) treatments were applied. The native Cerrado was used as a control.
The crop-livestock rotation caused significant changes in soil bulk density, volumetric
soil water content, soil penetration resistance, total porosity, macroporosity,
microporosity, e:ffective microporosity, unsaturated pores, relative water content, and
macro/microporosity relation. An increase was observed in both soil resistance and bulk
density for all systems in comparison to the Cerrado. The total porosity and
macroporosity were higher in the Cerrado, and in the no-tillage in relation to
conventional tillage. Likewise, both continuous cultivation and crop-pasture rotation
systems under no-tíllage present higher soil water storage capacities. Soil penetration
resistance, macroporosity, and relative soil water content may be therefore
recommended as indicators of the soil's physical quality. The tillage and land use
regimes also had a significant impact on C and N concentrations in the soil, however, no
effect was observed for the fertility leveI. Integrated crop-Iívestock systems did not
differ from continuous systems with regard to the C and N stocks, but these elements
2 Adviser: Dr Luiz CarlosBalbino - Embrapa.Co-advisers: Dr Thierry Becquer - IRD.
Dr PatrickLavelle - IRDlUniversité de Paris VI.
..
tended to accumulate under no-tillage, Furthennore, the stock calculation method may
interfere with the results and limit comparisons with existing literature. Near infrared
reflectance spectrometry (NIRS) proved to be a useful tool in quantifying C and N
concentrations, facilitating carbon accumulation research in agroecosystems. The
principal component analysis showed significant effect of land use and soil tillage on
density and diversity of most macrofauna groups. Density and diversity was higher in
rotation systems especially with no-tillage. Integrated crop-pasture systems based on
no-tillage have more favorable soil conditions for the development of soil macrofauna
communities and represent systems that are useful to conserve soil biodiversity,
compared with continuous systems. Parameters such as soil fauna density and
morphoespecies richness represent efficient tools to measure the impact of different
forms of land use, which can be used as indicators of soil sustainability in
agroecosystems.
Keywords: Soil penetration resistance, porosity, water retention, C and N accumulation,
NIR spectroscopy, soil invertebrates, biodiversity, no-tillage, sustainability, soil quality.
•
1 INTRODUÇÃO GERAL
o bioma Cerrado situa-se entre as latitudes 2° e 23° Sul e 45° e 63° Oeste,
correspondendo em grande parte ao Planalto Central de onde partem os principais eixos de
drenagem do Brasil (Figura I). Ele cobre cerca de 206 milhões de hectares, representando
aproximadamente 24 % de toda a superficie do território brasileiro, sendo considerado o
mais importante bioma depois da floresta amazônica (Balbino et al., 2002).
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70'0'0"W 6S'0'0''W eo'o'o"w ss'o'o"w SO'O'O'W 4S'O'0"W 40'O'O'W 3S'O'0"W
Figura 1. Mapa de vegetação mostrando a área central do Bioma Cerrado, encraves emoutros biomas e áreas de transição. Fonte: www.cnps.embrapa.br/solosbr e IBGE(1992).
20
As superficies de pastagens nativas e cultivadas são estimadas em 117 106 ha,
dos quais, segundo Sano et al. (2000),49,5 106 ha são de pastagens cultivadas.
Segundo Garcia (1995), após 20 anos do início de sua exploração o Cerrado
continua sendo uma fronteira agrícola, e atualmente observa-se que praticamente não
existem grandes extensões de terra inexploradas (Figura 02), particularmente no que
concerne às áreas agricultáveis. Machado et al. (2004) em um estudo utilizando imagens
MODI5, demonstraram que a taxa conversão de vegetação nativa em pastagens ou lavouras
varia entre 22 103 e 30 103 km2 ano", e que, considerando esta taxa de ocupação, em 2030
não haverá áreas remanescentes, excetuando-se as unidades de conservação.
Figura 2. Mapa resultante da classificação das imagens MODIS mostrando as áreasdesmatadas na parte central do Cerrado e os principais blocos remanescentes devegetação nativa (Machado et al., 2004).
Esta transformação trás consigo um alto custo ambiental, conseqüência da
fragmentação do ecossistema, perda de biodiversidade, invasão por espécies exóticas,
erosão do solo, poluição da água e degradação do ambiente (Brandon et al., 2005; Klink &
Machado, 2005). A partir deste quadro observa-se a importância de se conter a
21
incorporação de novas áreas ao sistema produtivo e, paralelamente, manter e incrementar o
potencial produtivo daquelas que estão sendo utilizadas, o que limitaria a degradação da
fertilidade, estrutura observados cada vez mais freqüentemente.
Os solos do Cerrado são, em sua grande maioria, ácidos e pobres em nutrientes
essenciais para as plantas. Esta baixa fertilidade natural é em parte corrigida pelos sistemas
de cultivo anuais, o que não ocorre tradicionalmente com as pastagens. Paralelamente, uma
gestão inadequada destes solos, onde não existe manutenção da sua cobertura por meio do
acúmulo de resíduos vegetais por longos períodos, agrava os problemas de deficiências
nutricionais e afeta a sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de nutrientes, a porosidade
e conseqüentemente promovendo a degradação da agregação. Estes problemas ocorrem
principalmente com os Latossolos, que compõem aproximadamente 50 % de toda a
superficie do Cerrado (Macedo & Madeira Netto, 1981; Lopes, 1984; Goedert, 1985). A
utilização agrícola destes solos sempre se baseou no conceito de que eles não apresentavam
problemas físicos, porém uma série de limitações químicas ligadas à natureza da fase
mineral. Atualmente, constata-se que grande parte dos problemas apresentados, tanto pelos
sistemas de cultivo em sequeiro quanto pelos sistemas irrigados, são atribuídos ao pouco
conhecimento do funcionamento destes solos (Balbino, 2001).
A agricultura convencional busca, cada vez mais, intensificar a utilização do
solo através de plantios sucessivos de culturas anuais na safra ou safrinha, ou mesmo
utilizando monocultivos que estão desencadeando processos erosivos altamente prejudiciais
para a economia e sustentabilidade do ambiente, com reflexos sociais negativos. Esses
fatores são decorrentes do uso inadequado do solo, que tem como conseqüência perdas na
estrutura física com o aumento da compactação, perdas na fertilidade química e da matéria
orgânica, maior incidência de doenças, pragas e plantas invasoras, necessitando de um
maior consumo energético e de insumos, que refletem diretamente na relação custo
beneficio da atividade. Estima-se que apenas 6% dos solos do Cerrado foram parcial ou
devidamente corrigidos para a produção de grãos e forragem, sendo utilizados
principalmente na estação chuvosa. Observa-se, atualmente, que estes solos estão sendo
cultivados sob um sistema de produção altamente dependente de agroquímicos.
Assim como a agricultura, a pecuária também apresenta sinais de instabilidade.
Apesar de ser o maior do mundo, o rebanho bovino brasileiro apresenta índices de
22
produtividade insatisfatórios, como conseqüência das condições naturais desfavoráveis
(clima e solo), das pastagens degradadas que apresentam baixo desenvolvimento
vegetativo, e do baixo valor genético dos animais utilizados. A associação destes fatores
causa queda de qualidade dos produtos, com a conseqüente diminuição da taxa de desfrute
dos rebanhos e reflexos negativos sobre a produtividade da pecuária. São notórios os baixos
índices zootécnicos médios, devido principalmente à expressiva área com pastagens
degradadas, com aguda deficiência de forragem no período seco do ano (Barcellos et al.,
2001).
A exploração isolada de lavoura ou da pecuária no Cerrado tem apresentado
sinais de instabilidade, com reflexos negativos também nos âmbitos social e ambiental.
Neste contexto, tanto a competitividade como a sustentabilidade do setor estarão cada vez
mais dependentes da redução dos custos de produção e da utilização intensiva das áreas
durante todo o ano (Balbino, 2001).
A rotação de culturas anuais e pastagens é uma das alternativas para o manejo
sustentável dos solos e dos recursos hídricos nos trópicos, pois as pastagens, quando bem
manejadas, são mais eficientes na reciclagem de nutrientes, reestruturação do solo, no
armazenamento da água e na produção de matéria orgânica do que as culturas anuais,
obtendo efeitos positivos na qualidade do solo. Dessa forma esses fatores se tomam
decisivos para a sustentabilidade da produção agrícola de maneira geral. Este sistema,
conhecido como Integração Lavoura-Pecuária (ILP), tem sido recomendado pela pesquisa
aos agricultores que buscam diversificar os sistemas de produção e superar os problemas
advindos de cultivos anuais sucessivos, como plantas invasoras e doenças (Kluthcouski et
al., 2003).
Estima-se que entre 60 e 70 % das pastagens degradadas encontram-se sobre
solos agricultáveis, o que representa um grande potencial de recuperação destas áreas•
utilizando a integração lavoura-pecuária como alternativa para o manejo sustentável destes
solos. O correto manejo das pastagens e dos solos agrícolas, sempre protegidos por uma
cobertura vegetal visa reduzir as perdas por erosão, em níveis abaixo do intemperismo
natural, considerado elevado devido às condições climáticas que prevalecem no Cerrado.
Os processos e os métodos, para conhecimento das limitações do sistema e a busca da
estabilidade da produtividade, devem ser conhecidos e adaptados de acordo com as
23
condições locais de uso e manejo das áreas. Com a realização de um diagnóstico correto
nos ambientes abaixo e acima do nível do solo, pode-se determinar a forma correta de
intervir no sistema.
Atualmente, pode-se afirmar que o SPD e as rotações entre culturas anuais e
pastagens são as opções que apresentam maiores beneficios e são mais sustentáveis em
relação ao atual modelo de exploração utilizado. A associação destes dois sistemas
apresenta efeitos positivos sobre a fertilidade e qualidade do solo, sobre a rentabilidade
econômica e sobre a geração de empregos, concomitante a uma melhor conservação dos
diferentes serviços ecossistêmicos dentro dos agroecossistemas. Todavia, os mecanismos
subjacentes, os efeitos da fauna e das raízes sobre a matéria orgânica do solo, assim como a
dinâmica precisa da sua qualidade fisica não é conhecida. Considerando o estado atual do
conhecimento, ainda não foi possível identificar precisamente, a duração do. ciclo ideal,
dentro do sistema lavoura-pecuária, necessário para restaurar fertilidade química e fisica do
solo. Além disso, mais estudos são necessários para identificar sistemas de rotação
envolvendo forrageiras e culturas, gramíneas e leguminosas que não somente tragam
beneficios ao funcionamento do solo, como também sejam viáveis social, econômico e
ambientalmente.
De acordo com Spain et al. (1996), a sustentabilidade agronômica, econômica,
ecológica e social dos sistemas de produção agropecuários no Cerrado, irá beneficiar-se
mais da ILP e do SPD do que qualquer outra inovação. Nestes sistemas a cobertura do solo
favorece o acúmulo de matéria orgânica, que por sua vez permite manter o solo protegido
permanentemente contra a degradação, sobretudo pela erosão, além de impedir a perda da
abundância e da diversidade da macrofauna do solo favorecendo a atividade dos
organismos engenheiros, notadamente as minhocas, formigas e cupins (Lavelle et al., 1997;
Chauvel et al., 1999; Barros et al., 2004)."
O acúrnulo de estruturas biogênicas ou feições estruturais biológicas, muito
diversificadas, proporciona a base de uma estrutura agregada estável e também muito
dinâmica (Blanchart et al., 1999). A associação destas estruturas intimamente ligadas a
pedogênese do solo, modifica o arranjo estrutural das partículas aumentando a presença de
agregados organo-minerais que favorecem significativamente o funcionamento fisico do
solo, como também a disponibilidade de recursos para outros organismos nos diferentes
.,
..
24
domínios funcionais (Lavelle et al., 2006). Por meio de suas ações mecânicas a macrofauna
contribui na formação de agregados estáveis, que podem proteger parte da matéria orgânica
de urna mineralização rápida e que constituem, também, em uma reserva de nutrientes
potencialmente disponíveis para as plantas (Lavelle & Spain, 2001; Decãens et al., 2003).
A manutenção de um ecossistema favorável à atividade biológica em todos os
níveis tróficos, proporcionada pelo mínimo revolvimento do solo no SPD e pela
permanência co~stante de uma cobertura vegetal na ILP, permite inferir que a associação
destes sistemas é a forma mais sustentável em comparação aos cultivos contínuos
convencionais, e que grande parte das melhorias na qualidade dos solos cultivados dessa
forma são conseqüência da maior atividade biológica.
Recentemente, sistemas integrados de produção agrícola têm sido
recomendados pela pesquisa agropecuária Brasileira, entre eles a integração Iavoura
pecuária, por apresentarem maior competitividade, estabilidade frente às oscilações de
mercado e maior sustentabilidade em relação ao custo energético e dependência de
insumos. A proposta de estudo desta tese objetiva conhecer sistemas de cultivo mais
sustentáveis para a região do Cerrado, em relação ao atuaI modelo de exploração
agropecuária, tomando como base a prática do SPD e da ILP. O objetivo global é analisar o
impacto dos sistemas de uso e manejo do solo, incluindo sistemas contínuos e rotacionados,
sobre o funcionamento de um Latossolo do Cerrado, caracterizando .as relações existentes
entre: (i) a cobertura vegetal associada ao sistema de cultivo; (ii) a macrofauna do solo
representada pela diversidade e abundância de morfoespécies; (iii) a matéria orgânica do
solo associada à dinâmica e estoques de Carbono e Nitrogénio; e (iv) o seu funcionamento
físico-hídrico relacionado à sua qualidade fisica.
Para alcançar estes objetivos, três hipóteses gerais foram testadas:
1. A qualidade física do solo, representada pelo seu funcionamento fisico-
hídrico é superior nos sistemas de ILP, quando comparada aos sistemas contínuos
convencionais;
2. A macrofauna do solo responde diretamente às condições impostas pelas
práticas de manejo, preparo e fertilização dos solos;
3. Sistemas de ILP associados à restauração da fertilidade e ao SPD promovem
acúmulo de matéria orgânica e podem atuar como acumuladores de Carbono e Nitrogénio;
.,
25
A tese foi dividida em três capítulos. No primeiro é abordada a qualidade tisica
do solo nos sistemas de integração lavoura-pecuária assim como nos sistemas contínuos,
tanto em lavoura, quanto em pastagem. Considerando que os estudos sobre a utilização de
sistemas de integração lavoura-pecuária e seu impacto sobre os atributos tisico-hídricos do
solo são ainda escassos e incipientes, procurou-se nesse capítulo identificar atributos
sensíveis deste impacto sobre a qualidade tisica do solo e também comparar as diversas
práticas de manejo sobre o seu funcionamento tisico-hídrico .
O segundo capítulo compreende um estudo da matéria orgânica do solo, com
enfoque para as concentrações e estoques de carbono e nitrogênio do solo nas camadas
superficiais, onde se concentram as principais modificações impostas pelas diferentes
práticas de manejo. Devido ao crescente interesse em se identificar sistemas agrícolas que
possam atuar como dreno do carbono atmosférico e compensar as emissões de C02,
procurou-se também neste capítulo comparar os sistemas de integração com" os sistemas
contínuos de produção em relação ao acúmulo deste elemento no solo.
Finalmente o terceiro capítulo trata das comunidades da macrofauna do solo
associadas a cada sistema de produção avaliado. Neste capítulo assume-se que os principais
processos no solo, entre eles a reciclagem da matéria orgânica, manutenção da estrutura
tisica e das propriedades hidráulicas associadas, são regulados pela presença de organismos
edáficos (macrofauna, raízes e a microflora por estes estimulados) e pela sua diversidade no
solo.
..
•
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CULTIVO NO CERRADO
BRASILEIRO
A ocupação agrícola no Bioma Cerrado recebeu impulso decisivo a partir de
1975, com a criação dos centros de pesquisa estaduais e do sistema Embrapa. Os trabalhos
desenvolvidos pelo sistema de pesquisa implantado constituíram-se nos pilares da expansão
agrícola na região, como conseqüência, atualmente dos 204 milhões de hectares totais,
aproximadamente 62,9 milhões estão ocupados com culturas anuais e pastagens cultivadas.
Karia et al. (2006) considera que esta revolução da pecuária e da agricultura nacional,
alcançada na década de 1970 pelos grandes projetos de desenvolvimento subsidiados pelo
governo, somente foi possível pela introdução de gramíneas forrageiras do gênero
Brachiaria.
Segundo Brossard & Barcellos (2005), a conversão da vegetação nativa em
pastagens cultivadas representou uma alternativa para aumentar a produção de carne e
leite da região. Estes autores também consideram que esse incremento de produtividade
só foi possível devido à introdução de espécies forrageiras de origem africana, de grande
capacidade de adaptação a solos e climas, dos gêneros Brachiaria (que corresponde a
mais de 80% das superficies ocupadas por pastagens cultivadas do Centro-Oeste
brasileiro), Panicum e Andropogon.
A pecuária do Cerrado representa 40% do rebanho bovino do País,
contribuindo com aproximadamente 33% da carne brasileira produzida. Um decréscimo
da produtividade das pastagens foi registrado nos últimos 15 anos, tendo atingido 80%
das áreas pastejadas. O sobrepastejo é uma das causas deste declínio que na maioria dos
casos, nem se quer é percebido pelos produtores. Além disso, nos sistemas atuais, a
oferta mineral do solo para a planta vem sendo reduzida em curto prazo. A associação
..
•
27
desses fatores permite concluir que no sistema produtivo tradicional solo/planta/bovino a
exploração vem sendo conduzida de forma extrativista. Um outro grande problema do
modelo atual ocorre em zonas de florestas, onde a ocupação de terras com gado tem
servido como prática de abertura e ocupação de novas áreas, prestando-se também à
atividade especulativa. Sem dúvida, no Cerrado a pecuária é uma atividade produtiva
quando bem manejada. As áreas abertas constituem uma reserva significativa de terras
cultiváveis que podem, por meio de associações de cultivos anuais associados à
pecuária, manter os níveis de fertilidade do solo (Ayarza et al., 1998), e são uma
alternativa às expansões especulativas na região Amazônica.
Inicialmente, o desenvolvimento agrícola do Cerrado teve como objetivo a
construção de um potencial produtivo, por meio da adaptação de técnicas a solos óxicos,
extremamente intemperizados e de baixa saturação por base. Trinta anos mais tarde, o
que se busca é evitar a queda do potencial produtivo instalado. Nas pastagens
degradadas ou em declínio, registram-se baixos ganhos de peso animal durante a estação
chuvosa e perdas de peso durante a estação seca (4 a 6 meses), levando a uma pequena
produtividade animal. Paralelamente, a seleção animal evoluiu consideravelmente, sem
que as pastagens correspondessem às necessidades alimentares dos bovinos de alto
potencial produtivo. Este cenário vem sendo percebido pelos produtores altamente
capitalizados.
A partir de sua intensificação, a pesquisa agropecuária no Cerrado têm sido
direcionada ao processo de intensificação da exploração agropecuária. Neste sentido,
Figuié (2001), considera que o conceito de degradação das pastagens foi concebido em"
função do processo de intensificação da exploração agrícola no Cerrado sem considerar
devidamente os atores ou fatores da produção, e que a degradação está relacionada a
uma mudança de função dos sistemas agropastoris. Mais recentemente os métodos de
pesquisa e desenvolvimento adotados têm buscado sistemas agrícolas mais sustentáveis
para esta região, associados à prática do plantio direto sob cobertura vegetal (SPD)
(Séguy et al., 1996). Nestes sistemas, intercala-se uma cultura de cobertura antes ou
depois do ciclo da cultura comercial principal, que protege o solo da erosão e favorece o
acúmulo de material orgânico. Todavia, nestas condições, a degradação da estrutura dos
solos ainda é importante. Sistemas que sejam capazes de integrar a agricultura e as
28
pastagens, baseados na rotação de cultivos e no plantio direto podem minimizar estes
problemas (Oliveira et al., 1996).
Diversos trabalhos têm demonstrado também, o efeito positivo da cobertura
morta sobre as propriedades fisicas e químicas dos solos do Cerrado. Este efeito, crescente
ao longo do tempo, diz respeito à melhoria da estabilidade estrutural, à diminuição da
erodibilidade e à compactação e à melhoria da fertilidade pelo aumento da densidade de
cargas (Salton, 2001; Alves et al., 1995; Seganfredo et al., 1997; Albuquerque et al., 1995;
Barcelos et al., 1999; Campos et al., 1995; Derpsch, 2000).
Os diversos modos de utilização do solo, o preparo mecânico, as rotações ou as
culturas intercaladas podem todos, ter importantes efeitos sobre o solo e determinar, desta
forma, modificações qualitativas e quantitativas dos organismos e de sua atividade. Isto
permite inferir que a utilização de sistemas integrados de agricultura e pecuária, associados
às técnicas de plantio direto, pode melhorar a estrutura do solo. Em particular, é o que
ocorre nas associações de leguminosas com pastagens, que reduzem a perturbação do solo e
podem favorecer a atividade dos organismos do solo (Rippstein et al., 1996; Spain et al.,
1996; Ayarza et al., 1998; Decãens, 1999; Balbino, 2001; Barros et al., 2003).
Em diferentes regiões do mundo é consenso que a qualidade do solo e a
produtividade de lavouras em solos preparados se recupera após um período sob utilização
com pastagens perenes de gramíneas e ou leguminosas (García-Prechác et al., 2004;
Lemaire et al., 2005; Jantalia et al., 2006; Rufino et al., 2006). A estabilidade de agregados,
a macroporosidade e a condutividade hidráulica podem aumentar rapidamente com a
inclusão de pastagens na rotação com culturas devido à combinação de três efeitos
principais: (i) ausência de preparo durante o ciclo da pastagem, (ii) por meio da.presença de
um denso e fibroso sistema radicular que atua como agente agregante e (iii) maior atividade
da macrofauna do solo na fase pastagem. Este processo é rapidamente revertido quando o
solo volta a ser preparado (Haynes et al., 1991).
Estes resultados têm demonstrado que uma recuperação da estrutura do solo é
possível nas pastagens, mediante o acúmulo de agregados e poros de diferentes tamanhos,
porém, ainda não se conhece o funcionamento do mecanismo específico responsável por
este efeito. Além disso, deve-se considerar que a comprovação da hipótese da ação benéfica
da macrofauna do solo está bastante avançada, sem ter sido verdadeiramente testada.
,
29
Os aportes nas culturas anuais em fertilização e corretivos, no sistema de
rotação culturas anuais e pastagens, têm por objetivo limitar os problemas de fertilidade
química e proporcionar um material orgânico de melhor qualidade. A manutenção de uma
cobertura morta de superficie no sistema de plantio direto (sem revolvimento) proporciona
habitat e recursos alimentares a todos os organismos do solo, à microflora, a meso e
macrofauna. A pastagem tem por objetivo condicionar uma melhor estrutura fisica dos
solos, sendo que a ausência de perturbação fisica e os importantes aportes de material
orgânico favorecem também a atividade dos organismos engenheiros do solo. Alguns
organismos da macrofauna, notadamente os térmitas, as formigas, as minhocas e as larvas
de coleópteros, são denominados "engenheiros" (Jones et al., 1994), pois durante sua
atividade no solo criam diversas estruturas, que associadas à matéria orgânica, são
denominadas estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e bolos fecais).
Atualmente observa-se que o plantio direto e as rotações culturas e pastagens
são opções viáveis ao atual modelo de gestão e uso do solo, uma vez que podem trazer
beneficios e tomar a exploração agrícola ou pecuária mais sustentáveis (Kluthcouski et al.,
2003). Por outro lado, apesar de alguns estudos indicarem que a associação destes dois
sistemas traz beneficios, o funcionamento do solo nessas condições ainda carece de
estudos. Os mecanismos subjacentes, os efeitos da fauna e das raízes sobre a matéria
orgânica do solo, assim como a dinâmica precisa da sua qualidade fisica não é conhecida.
Considerando o estado atual do conhecimento, ainda não foi possível identificar
precisamente, a duração do ciclo ideal, dentro do sistema lavoura-pecuária, necessário para
restaurar fertilidade química e fisica do solo. Além disso, mais estudos são necessários para
identificar sistemas de rotação envolvendo forrageiras e culturas, gramíneas e leguminosas
que tragam não somente beneficios ao funcionamento do solo, como também sejam viáveis
economicamente.
30
2.2 MACROFAUNA DO SOLO: BIODIVERSIDADE E O SEU PAPEL
COMO INDICADORA DE QUALIDADE
A macrofauna invertebrada do solo desempenha um papel chave no
funcionamento do ecossistema, pois ocupa diversos níveis tróficos dentro da cadeia
alimentar no solo e afeta a produção primária de maneira direta e indireta. Os invertebrados
do solo alteram, por exemplo, as populações e atividade de microrganismos responsáveis
pelos processos de mineralização e humificação e, em conseqüência, exercem influência
sobre o ciclo da matéria orgânica e a disponibilidade de nutrientes assimiláveis pelas
plantas (Decãens et al., 2003).
Os principais processos no solo, entre eles a reciclagem da matéria orgânica,
manutenção da estrutura tisica e das propriedades hidráulicas associadas, são regulados
pela presença de organismos edáficos (fauna, raízes e a microflora por estes estimulados) e
pela sua diversidade no âmbito dos domínios funcionais por eles constituídos (Lavelle,
1996; Lavelle & Spain, 2001). O acúmulo de estruturas biogênicas, muito diversificadas,
proporciona a base de uma estrutura agregada estável e também muito dinâmica (Blanchart
et al., 1999).
Barros et al. (2001) observaram em pastagens amazônicas que monolitos de
solo, compactados pela ação de Pontoscolex colethrurus, uma espécie de minhoca
compactante e invasora, se descompactam em um ano, quando expostos à ação da fauna
muito diversa da floresta primária vizinha. Marchão et al. (2006) observaram também em
sistemas agropastoris no Cerrado, que a presença de agregados com diâmetro maior que 3
cm está intimamente ligada à presença da macrofauna, notadamente dos grupos
engenheiros.
Segundo Brown (1995), a macrofauna pode ser também vetora de
microrganismos simbióticos das plantas, como fixadores de nitrogênio e fungos
micorrízicos, e é ainda capaz de digerir, de maneira seletiva, microrganismos patogênicos.
Blouin et al. (2005), demonstraram que minhocas da espécie Millsonia anomalla foram
capazes de anular danos causados por nematóides na cultura do arroz, porém o mecanismo
envolvido não foi elucidado.
31
o modelo conceitual sobre as relações entre a paisagem, a macrofauna, e o
funcionamento do solo, exposto na Figura 3, propõe um enfoque em três compartimentos
essenciais: (i) as práticas culturais aplicadas sobre os diversos agroecossistemas criados; (ii)
o funcionamento do solo, onde a qualidade pode ser avaliada por parâmetros a serem
testados e (iii) a macrofauna, onde a densidade a diversidade e a atividade (formação de
estruturas biogênicas) devem ser analisadas em detalhes. De acordo com o modelo
proposto, o estudo da evolução da qualidade do solo ao longo do tempo, dentro dosI
diversos tipos de uso e manejo do solo, devem ser conduzidos com o objetivo de alertar ao
gestor do solo (agricultor) sobre a necessidade de restaurar a sua qualidade, utilizando uma
prática adequada (rotação de culturas, alternância em pastagem/lavoura p.ex.), ou sobre a
possibilidade de realizar um cultivo intensivo em um solo onde o funcionamento ecológico
já se encontra restaurado, conforme ilustrado na Figura 4.
Estrutura da Paisagem I
Meio Ambiente Atividades AntrópicasClima Práticas
Cobertura Pedológica Culturais
Biodiversidade'--~ .. População Vegetal
.--f-. -+ ..
FatnaMicroflora
Funcionamento do SoloPropriedades Hídricas e Constituição e Estrutura do Solo Dloimlca da M.O.S
Químicas
~
Evolução do Solo
Figura 3. Modelo geral explicando como as condições gerais do ambiente, notadamente aspráticas de gestão impostas pela agricultura, alteram as condições do solo porintermédio das modificações epígeas e endógeas (Adaptado de Mathieu, 2004).
Da mesma forma, no modelo de gestão proposto por Lavelle et al. (2001), são
considerados três compartimentos interativos: (i) o agroecossistema ou as práticas de gestão
32
•
e ocupação temporal do solo com tipos de utilização; (ii) os parâmetros do solo (matéria
orgânica e estrutura tisica); e (iii) a macrofauna definida pela abundância e a composição
das populações. As práticas agrícolas determinam a atividade da macrofauna indiretamente,
por meio da qualidade nutricional do solo e as possibilidades de recolonisação de habitats
desfavoráveis a partir de habitats favoráveis e, diretamente, pelo efeito negativo do
revolvimento e da aplicação de defensivos agrícolas. A macrofauna afeta direta e
indiretamente a produção das plantas pela sua atividade (liberação de nutrientes
assimiláveis, controle de certos parasitas, por exemplo, nematóides, estímulo de
microorganismos simbiontes, micorrizas e rizobium), e indiretamente pela acumulação de
estruturas biogênicas que influenciam as propriedades do solo, notadamente as hidráulicas.
Este efeito irá se pronunciar até que a fauna seja eliminada por uma prática desfavorável.
~AGROECOSISTEMA
MigraçõesEfeito do preparo
MINHOCAg
ESTRUTURA ESPACIADA FAZENDA
PRATICASAGRíCOLAS
AgregaçãoPorosidade
SOLO
MOSEstrutura do t------I~
solo
Solo como fontede recursos
MACROFAUNA
Figura 4. Modelo conceitual para a gestão da atividade de macroinvertebrados dentro deum agroecossistema (Lavelle et al., 2001).
Alguns trabalhos têm demonstrado que a estrutura criada pelos "organismos
engenheiros do solo" permanece quase inalterada (Phillips & FitzPatrick, 1999; Topoliantz
et al., 2000; Barros et al., 2001; Decaens et al., 2002), isso durante vários anos, mesmo após
33
o desaparecimento destes organismos; ao passo que qualquer alteração na composição da
comunidade da macrofauna pode resultar em urna modificação muito rápida do estado de
agregação. A associação destas estruturas intimamente ligadas a pedogênese do solo,
modifica o arranjo estrutural das partículas aumentando a presença de agregados organo
minerais que alteram significativamente as propriedades fisicas, e a disponibilidade de
recursos para outros organismos nos diferentes domínios funcionais (Lavelle et al., 2006).
Por meio de sua ação mecânica a macrofauna contribui na formação de agregados estáveis,
que podem proteger parte da matéria orgânica de urna mineralização rápida e que
constituem, também, em uma reserva de nutrientes potencialmente disponíveis para as
plantas (Lavelle & Spain, 2001; Decãens et al., 2003).
Durante a última década, a diversidade biológica tem sido tema relevante nas
discussões científicas em virtude dos impactos causados nos ecossistemas terrestres,
sobretudo em áreas de agricultura intensiva em monocultura, em diferentes escalas, desde a
paisagem até a biosfera (Blondel, 1995; Schulze & Mooney, 1994; Solbrig 1991). As
alterações ecológicas, impostas pela conversão de áreas nativas em agroecosistemas são de
natureza diversa e conseqüentes de diversos fatores: a intensificação agrícola, a
modificação do ciclo do carbono e do nitrogênio, a contaminação, o efeito estufa, a
desertificação, entre outros.
A perda de biodiversidade em um ecossistema conduz, inexoravelmente, a uma
alteração das suas funções principais. Diversos autores têm afirmado que existe urna
relação direta entre a abundância de espécies e a intensidade de certos processos
fundamentais, tais como a respiração, a decomposição, o armazenamento de nutrientes, a
produtividade primária, e a retenção de água (Asner et al., 1997; Pimm & Sugden, 1994;.,
Schulze & Mooney, 1994; Solbrig, 1991). Os solos cultivados em Sistema de Plantio
Direto, por exemplo, abrigam comunidades complexas de microinvertebrados que
estimulam os processos de decomposição da matéria orgânica (Coleman et al., 1998).
A perda de biodiversidade é um dos principais fatores de degradação dos
serviços ecossistêmicos e da perda de resiliência dos ecossistemas (MEA, 2006). De forma
geral, o relatório "Millenium Ecosystem Assessment", que estabelece o balanço do estado
global dos ecossistemas e de seus serviços em escala planetária, reconhece o papel central
da biodiversidade e dos organismos vivos do solo no cumprimento da maioria dos serviços
I •
34
ecossistêmicos, quer sejam de produção, manutenção ou de natureza cultural ou estética
(Lavelle et aI., 2006).
O aumento do número de indivíduos de espécies da macrofauna do solo ocorre
pela disponibilidade de melhores condições ambientais, que favorecem a reprodução dos
invertebrados, conforme relatado por Seeber et aI. (2005), e que se revelam por meio do
índice de diversidade e do índice de uniformidade (Brown et aI., 2004). Observações de
Walker (1998) demostraram que a diversidade da fauna do solo, expressa pelo índice de
diversidade de Shannon, está associada a uma relação entre a riqueza (número de grupos) e
a uniformidade (distribuição do número de indivíduos entre os grupos); também para Odum
(1983), o índice de Shannon tem-se mostrado útil em comparações de fauna de solo, entre
sistemas de manejo e uso do solo.
Um observador da natureza se surpreenderia ao saber que os solos abrigam
algumas das comunidades biológicas mais diversificadas do planeta, e que nele vivem de 5
a 80 milhões de espécies animais pertencentes principalmente, ao grupo dos artrópodos
(Giller et aI., 1997). Outro dado intrigante é que 1 g de solo pode conter mais de 40.000
espécies de bactérias (Tiedje, 1995) e em 1 m2 desse solo pode haver mais de 1000 espécies
de invertebrados (Schaefer & Schauermann, 1990).
Apesar deste extraordinário volume de formas de vida, a taxonomia dos
organismos do solo é pouco conhecida e existem muitos gêneros taxonômicos cujas
espécies não foram identificadas e nem classificadas (Brussaard et aI., 1997; Giller, 1996;
Giller et aI., 1997; Lavelle, 1996). Estão descritas, até agora, aproximadamente 3700
espécies de minhocas que são, provavelmente, menos da metade do número real de
espécies existentes (Fragoso et aI., 1999; Reynolds, 1994).
Ator essencial da conservação e estabilidade do ecossistema, a macrofauna é
também indicadora do estado do solo. Composta de grupos muito diversos, em contato
permanente com o solo em que habita e do qual se nutre, possui características que
permitem, através da identificação de suas principais comunidades, conhecer sua função no
solo. Uma vez que integram o conjunto das condições fisicas e químicas do solo, assim
como a biodisponibilidade de elementos químicos poluentes ao longo do tempo, estes
grupos proporcionam uma avaliação confiável e pertinente dos riscos ecológicos
(Garrigues, 1994; Beylich, et aI., 1995; Linden, et aI., 1994; Lavelle & Spain, 2001). Uma
35
síntese recente mostra que vários grupos de macro-invertebrados do solo, se tomados de
forma individual, se mostram muito sensíveis às modificações do meio ambiente (Paoletti,
1999).
Até recentemente pouca atenção tem sido dada à macrofauna como
bioindicadora para avaliar a qualidade dos solos tropicais, principalmente utilizando a
densidade e diversidade de grupos ou morfoespéciescomo parâmetro. O crescente interesse
na agricultura sustentável, na contaminação do solo e na sua recuperação resultou em
alguns estudos da fauna como bioindicadores. Outro ponto importante é a necessidade de
estudos para responder diversas questões relativas a melhor qualidade do solo no Sistema
de Plantio Direto. Na Tabela 1 estão listados possíveis bioindicadores da qualidade do solo,
variando desde organismos individuais até comunidadesbiológicas e processos biológicos.
Tabela 1. Propriedades da fauna do solo como indicadores da qualidade do solo.
1. Organismos e populaçõesIndivíduos- Comportamento, morfologiae reprodução
PopulaçõesNúmero e biomassaTaxas de crescimento,mortalidade e reproduçãoDistribuição por idade
2. ComunidadesGruposfuncionais,
Guildas (ex., escavadores versus não-escavadores, ninhadas versus habitantes dosolo, etc.)
Grupos funcionaisCadeias alimentares e redes alimentares (microbívoros, predadores, etc.)
BiodiversidadeRiqueza de espécies, dominância, igualdadeEspécies chave
3. Processos biológicosBioacumulação
Metais pesados e poluentes orgânicosDecomposição
Fragmentação da matéria orgânicaMineralização do C e nutrientes
Modificação da estrutura do soloEscavação e formação de bioporosDeposição fecal e agregação do soloMistura e redistribuiçãoda matéria orgânica
Fonte: Linden et al, (1994).
36
Mudanças na abundância relativa de espécies podem ser bons indicadores, mas
é preciso verificar se tais mudanças são devidas à perturbação em estudo e não a flutuações
temporais naturais (Curry & Good, 1992).
A falta de conhecimento sobre a diversidade é mais preocupante em solos
tropicais, que são atualmente os que mais sofrem impactos pelas alterações resultantes da
intensificação da agricultura, cuja conseqüência é a diminuição da biodiversidade (Giller et
al., 1997). Apesar de sua importância no funcionamento dos ecossistemas, as práticas de
gestão dos solos não têm considerado o papel da macrofauna edáfica, sua importância na
manutenção do solo e de sua capacidade em proporcionar os serviços ecossistêmicos
essenciais (Lavelle et al., 1999; Doran, 2002; Lavelle & Spain, 2001). Avpartir deste
quadro, observa-se que estudos comparando diversos tratamentos integrando a rotação
agricultura-pecuária ou somente um de seus componentes, com ou sem revolvimento do
solo, devem ser conduzidos a fim de analisar os efeitos das práticas de manejo sobre as
comunidades da macrofauna invertebrada, associando-as às características tisicas e
químicas do solo, particularmente à porosidade e a matéria orgânica.
37
2.4 QUALIDADE FÍSICA DO SOLO
Alcançar a sustentabilidade é o objetivo da maioria dos agroecossistemas
adequadamente manejados e a qualidade física dos solos (QFS) é um elemento chave para
sua sustentabilidade global. Além de ser abrangente e dinâmico, o conceito de QFS tem
sido discutido a partir do início da década de 90 e ainda é uma área de pesquisa em
expansão (Karlen et al., 1997; Lal, 2000; Reynolds et al., 2002; Drury et al., 2003; Sturz &
Christie, 2003) que engloba o conhecimento de propriedades e processos relativos à
habilidade do solo em manter efetivamente os serviços ecossistêmicos essenciais à saúde do
ecossistema (MEA, 2006). A QFS pode também ser amplamente definida "incluindo a
capacidade de retenção de água, seqüestro do carbono, produtividade das culturas, entre
outras funções que levam ao bem estar humano.
Segundo Palmeira et al. (1999), os indicadores físicos da qualidade do solo são
responsáveis pela avaliação da sua estrutura, que apesar de não ser considerada como um
fator diretamente ligado ao crescimento das plantas, exerce influência na disponibilidade de
água e ar às raízes, no suprimento e no desenvolvimento do sistema radicular. O estudo da
qualidade física de solos também está intimamente relacionado aos processos hidrológicos
de infiltração, escoamento superficial, erosão e outros.
No Brasil, com a evolução e adoção em larga escala do SPD na década de 80,
inúmeros trabalhos têm sido conduzidos em Latossolos do Cerrado com o objetivo de
avaliar os efeitos de sistemas de manejo sobre diferentes propriedades físicas do solo
(Stone & Silveira, 1999; Tormena et al., 1999; Oliveira et al., 2003). Atributos como a
densidade, a porosidade, (Corsini & Ferraudo, 1999; Balbino et al., 2002) a condutividade
hidráulica (Balbino et al., 2004) e a resistência do solo à penetração (Stone & Silveira
1999; Irnhoff et al., 2000; Tormena et al., 2002; Leão et al., 2006) têm sido comumente
utilizados pela relativa facilidade de determinação e pelo baixo custo de obtenção das
medidas. Além da comparação entre sistemas de manejo e uso do solo (Tormena et al.,
1999; Oliveira et al., 2003; Leão et al., 2004), os atributos físicos também têm sido
utilizados para estudar o efeito da conversão de áreas nativas em lavouras ou pastagens
(Balbino et al., 2004; Leão et al., 2006).
38
Paralelamente, vários trabalhos tem sido realizados com o objetivo de avaliar a
qualidade global de solos tropicais sob diferentes sistemas agrícolas, podendo-se destacar:
Maria et al. (1999), Silva et al. (2000), Beutler et al. (2001), Stone & Silveira (2001),
D'Andréa et al. (2002), Goedert et al. (2002), Mendes et al. (2003), Oliveira et al. (2004) e
Dufranc et al. (2004). Uma conclusão geral é que a qualidade do solo é superior em
sistemas em que a sua mobilização é pequena, porém os dados ainda são bastante
controversos, sobretudo na comparação entre plantio convencional e direto. Analisando a
literatura existente, observa-se que uma das principais dificuldades na obtenção de índices
indicadores da qualidade fisica do solo está no fato de que ela depende de suas
propriedades intrínsecas, de suas interações com o ecossistema e, ainda, de prioridades de
uso, influenciadas inclusive, por aspectos socioeconômicos e políticos.
Historicamente, a conversão de áreas nativas em pastagens cultivadas ou em
lavoura foi um dos mais importantes fatores que interferiram nas propriedades físicas dos
solos do Cerrado. Como conseqüência dessa conversão observou-se significativa redução
da porosidade na superfície, afetando a reserva de água disponível à medida que a meso e
microporosidade do solo são reduzidas (Balbino et al., 2001). Atualmente, observa-se um
agravamento deste quadro em virtude do manejo inadequado das pastagens, que tem como
conseqüência a degradação pelo pisoteio excessivo do gado no solo descoberto, onde a
presença de cobertura vegetal é limitada pelo superpastejo.
As propriedades fisico-hídricas do solo são interdependentes; com isto, a
modificação de uma delas normalmente leva à modificação de todas as demais (Vieira,
1985). Segundo Brady (1983), qualquer fator que exerça influência sobre o tamanho e a
configuração dos poros do solo, exercerá também influência sobre a condutividadeI
hidráulica, sendo os macroporos responsáveis pela maior parte da movimentação saturada
da água no solo. Silva & Kato (1997) observaram que a macroporosidade e a condutividade
hidráulica saturada foi significativamente superior no Cerrado em comparação ao plantio
direto e ao convencional. Esses resultados indicam que pequenas alterações na
macroporosidade do solo podem gerar grandes reduções na condutividade hidráulica. No
mesmo trabalho os autores observaram valores elevados de macroporosidade
correlacionados positivamente com a condutividade hidráulica e negativamente com a
densidade do solo.
•
39
o potencial de água no solo, um dois mais importantes fatores que exerce
controle sobre as condições hídricas para o crescimento das plantas, tem relação inversa
com as variáveis resistência do solo à penetração, densidade aparente e aeração (Busscher
et al., 1997). Uma variação no teor de água estabelece modificações na tensão da água no
solo, no teor e difusão de gases, na resistência à penetração, na condutividade hidráulica,
dentre outras propriedades fisicas do solo.
Letey (1985), na tentativa de obter um índice único que englobasse a qualidade
tisica do solo, propôs o termo ''Non-limiting Water Range" como uma faixa de teor de água
que integra as propriedades tisicas do solo diretamente relacionadas com o crescimento das
plantas. Posteriormente este termo foi aprimorado por Silva et al. (1994), corno "Least
Limiting Water Range" (LLWR), e definido como a faixa de teor de água no solo em que
as limitações relativas à disponibilidade de água, aeração e resistência à penetração são
mínimas.
No Brasil o "Least Limiting Water Range" tem sido comumente designado
como Intervalo Hídrico Ótimo (lHO) (Tormena et al., 1998). O lHO aprimora o tradicional
conceito de água disponível entre capacidade de campo e ponto de murcha permanente,
adicionando as limitações associadas com a aeração e a resistência do solo à penetração.
Atualmente o lHO têm sido utilizado para investigar os efeitos de sistemas de uso e manejo
em modificações na qualidade tisica do solo, a exemplo de Betz et al. (1998); Tormena et
al. (1999); Benjamin et al. (2003) e Lapen et al. (2004).
Mais recentemente Costa et aI. (2006) propôs a técnica da visualização de
polígonos para comparar a qualidade do solo em sistemas de manejo onde cada atributo
medido representa um eixo gráfico. Segundo os autores, a visualização da qualidade do"
solo mediante modelos gráficos, considerando-se um conjunto de indicadores, constitui-se
num instrumento útil para orientar o manejo racional de uma área sob cultivo.
Neste contexto, observa-se que os estudos sobre os efeitos do manejo do solo
em agroecossistemas do Cerrado sobre suas propriedades tisicas são ainda escassos e
incipientes (Brossard & Barcelos, 2005). Ademais, a avaliação da qualidade tisica do solo
deve integrar diferentes atributos que sejam capazes de expressar o ambiente tisico a que as
plantas são submetidas (Silva et al., 1994).
40
2.5 IMPORTÂNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E ESTOQUES
DE CARBONO E NITROGÊNIO
A modificação da biomassa vegetal constitui-se em outra importante
conseqüência da conversão do Cerrado em áreas agrícolas. Observa-se que os valores
médios de biomassa em pastagens com mais de 5 anos sofrem um decréscimo significativo
em relação à vegetação natural (Mendes, 2002).
Considerando a extensão do bioma e a área de pastagens, essa diferença tem um
primeiro impacto: a redução dos conteúdos de carbono, observados em análises de rotina deI
camadas superficiais de solos (Corazza et al., 1999) em relação aos valores de solos sob
vegetação nativa. Esse decréscimo tem implicações sobre a oferta de elementos trocáveis,
pois uma parte das propriedades de troca desses solos depende do conteúdo de matéria
orgânica do solo (MOS). Dessa maneira, o funcionamento biogeoquímico é a principal
causa das transformações ocorridas. A matéria orgânica é um dos fatores chave para a
fertilidade dos solos em regiões tropicais. Juntamente com outros fatores como água,
nutrientes, qualidade das sementes, aspectos fitossanitários entre outros, são essenciais para
a sustentabilidade dos agroecossistemas.
Nos solos do Bioma Cerrado, onde a matéria orgânica exerce um papel chave
no seu manejo sustentável, a degradação da fertilidade química e das propriedades físicas
limita a produção de biomassa e conseqüentemente o aporte de carbono no solo sob
pastagens (Balbino et al., 2004; Silva et al., 2004), impedindo que ocorra um "feedback"
adequado. Além disso, a ausência de uma matéria orgânica de qualidade na superficie toma
o ecossistema menos favorável à presença da macro e micro fauna, que desempenha um
papel importante no ciclo do carbono e do nitrogênio do solo (Lavelle et al., 2001).
Por outro lado, os solos sob as áreas de lavoura têm sofrido grandes impactos,
resultando em uma profunda transformação na sua estrutura e diminuição do teor de
matéria orgânica (Silva et al., 1994; Resck & Silva, 1997) particularmente quando
utilizado, no seu preparo, equipamentos de discos (Resck et al., 1995; Silva, et al., 2000).
Com objetivo de reverter este quadro, muitos agricultores vêm adotando o plantio direto
(PD) (Séguy & Bouzinac, 1995). O acúmulo da MOS depende muito de um grande aporte
de resíduos, uma vez que as condições climáticas específicas do Cerrado, com um longo
..
41
período de seca no inverno dificultam o crescimento vegetal e favorecem o processo de
decomposição, limitando as possibilidades de acumulação de C nestes solos.
A baixa disponibilidade de N do solo também é um dos fatores que limita a
produção das culturas anuais e das pastagens nesta região. Devido ao alto custo dos
fertilizantes nitrogenados, o uso de espécies leguminosas com alta eficiência de fixação
biológica de nitrogênio (FBN), cultivadas em consórcio ou rotação de culturas, são a
melhor alternativa disponível (Calegari, 2000). O consórcio de leguminosas e gramíneas
pode resultar em uma boa produção de biomassa, com uma relação C/N em valores
intermediários aos apresentados pelos cultivos solteiros destas espécies, o que contribui
para incorporação conjunta de C e N orgânico na MOS.
O estudo dos estoques de carbono nos solos tem sido incrementado nos últimos
anos devido ao crescente interesse em se quantificar o seqüestro do carbono atmosférico
pelos sistemas agrícolas, sobretudo em regiões neotropicais onde a ciclagem dos elementos
no solo é extremamente dependente das condições climáticas (Fisher et al., 1994; Zinn et
al., 2005a). No Brasil a identificação de sistemas agrícolas com potencial para seqüestro de
carbono tem sido objetivo de diversos projetos iniciados após a assinatura do Protocolo de
Kyoto, com previsão para implementação do mercado de créditos de carbono que
atualmente, ainda que em pequena escala, já se encontra em vigor (Bernoux et al., 2002;
Chapuis Lardy et al., 2002; Silva et al., 2004; Madari et al., 2005; Zinn et al., 2005b). Esses
trabalhos objetivam identificar o potencial de agroecossistemas em seqüestrar o carbono e
atuar como possíveis drenos do carbono atmosférico (Lal, 1997). Além disso a conversão
de áreas nativas em pastagens cultivadas ou áreas de lavoura, sobretudo em regiões
tropicais, tem sido alvo de recentes pesquisas sobre o comportamento do carbono do solo
após essa conversão e sua implicação sobre a dinâmica da MOS.
De acordo com Fisher et al. (1998), o acúmulo de carbono no solo em um
sistema agro-pastoril é função do manejo empregado, adição de fertilizantes, manejo da
cultura e controle da pressão de pastejo. Essas informações demonstram a importância de se
adotar práticas de manejo dos solos e das pastagens que revertam o atual quadro de
degradação, através recuperação das propriedades tisicas, químicas e biológicas do solo.
Bernoux et al. (2002) estudaram em macro escala dos estoques de carbono dos
solos nos diferentes ecossistemas brasileiros e demonstraram a importância da região do
42
Cerrado e seu potencial em acumular carbono, em função dos valores relativamente altos de
carbono total observados.
Chapuis Lardy, et al. (2002), determinando os estoques de C em Latossolos,
observaram que a conversão de áreas nativas em pastagens promoveu incrementos nos
estoques de C. No entanto, nas pastagens cultivadas, dos quais grande parte se encontra em
algum estágio de degradação da fertilidade química e das propriedades fisicas (Balbino et
al., 2001), a produção de biomassa e conseqüentemente o aporte de carbono são limitados
(Balbino et al., 2004; Silva et aI., 2004).
D'andréa et aI. (2004) avaliaram os estoques de C e N em um Latossolo do"
Cerrado e observaram que a introdução recente de plantio direto, ou mesmo de pastagens
ou cultivo convencional de longa duração em áreas de Cerrado nativo pode não causar
alterações significativas nos teores e estoques de C orgânico e N totais. Concluíram
também que a forma predominante de N mineral no cerrado nativo e na pastagem, ao longo
de praticamente todo o perfil, é a amoniacal, enquanto nos sistemas com culturas anuais, os
teores de nitrato superam os de amônio, na camada superficial do solo.
Silva et al. (2004), comparando diferentes pastagens também no Cerrado
observaram que só houve acúmulo de C nos sistemas com alta fertilização, não havendo
acréscimo no perfil em pastagens tradicionalmente manejadas.
Por outro lado Zinn et aI. (2005b), também em um estudo dos estoques de
carbono em diferentes ecoregiões brasileiras observou que os dados existentes são
insuficientes para se determinar e comparar o potencial de seqüestro de carbono pelo
agroecossistemas. Segundo os autores os estoques de C na camada de 0-20 cm em solos de
Cerrado podem variar entre 24,2 e 53,1; 19,9 e 65,9; 37,4 e 48,6 Mg ha"; pata vegetação
nativa, uso não intensivo e intensivo, respectivamente. Observaram também que a pesquisa
sobre o conteúdo de carbono no solo deveria acrescentar mais dados sobre o conteúdo de
carbono orgânico e de densidade aparente.
Segundo Corazza et aI. (1999), em áreas de Cerrado, ainda existe a
possibilidade de sistemas específicos, como as pastagens e o plantio direto, aumentarem os
teores de C orgânico, contribuindo para o seqüestro do C atmosférico, ao contrário dos
sistemas convencionais, com revolvimento sistemático do solo, que tendem a atuar em
sentido oposto. Adicionalmente, o plantio direto tem levado a menores perdas totais de
43
nutrientes e matéria orgânica, pela sua eficácia no controle da erosão, possuindo menores
taxas de decomposição anual da MOS, em relação ao cultivo convencional (Bayer et aI.,
2006). Do mesmo modo que o carbono, o N é um elemento relevante nos estudos de
matéria orgânica do solo, sendo um dos nutrientes com dinâmica mais pronunciada no
sistema. Sua maior parte está na fração orgânica (mais de 90%), um grande reservatório de
formas mais prontamente disponíveis, como a nítrica e a amoniacal. Estas formas minerais,
apesar de responderem por pequena parcela do N total, são de extrema importância do
ponto de vista nutricional, já que são elas as absorvidas pelos vegetais e microrganismos.
Dessa forma, observa-se que os sistemas de integração lavoura-pecuária.,
necessitam ser melhor estudados regionalmente sob diferentes condições de clima e solo,
com o objetivo de identificar sistemas agropastoris para o Cerrado com potencial
conservacionistas do ponto de vista da MOS, e que possam verdadeiramente contribuir para
a redução das emissões responsáveis pelas atuais mudanças climáticas globais.
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CAPITULO I
QUALIDADE FÍSICA DE UM LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMAS DEINTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NO CERRADO
RESUMO
A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada na
agropecuária Brasileira, no entanto, o conhecimento acerca de indicadores para avaliar seu
impacto sobre a qualidade físico-hídrica do solo ainda é limitado. Objetivou-se avaliar e
comparar o impacto de sistemas de uso e manejo contínuos e rotacionados sobre atributos
físico-hídricos do solo e avaliar o potencial uso destes atributos como indicadores da
qualidade fisíca de um Latossolo. O estudo foi realizado na área experimental da Embrapa
Cerrados, considerando as seguintes camadas de solo: 0-5, 10-15, 20-25 e 40-45 cm.
Verificou-se que todos os sistemas de uso e manejo do solo alteraram significativamente a
densidade, umidade volumétrica, resistência à penetração, porosidade total, macroporosidade,
microporosidade, microporosidade efetiva e água disponível do solo. Foram observados
incrementos na resistência à penetração e na densidade do solo em todos os sistemas em
comparação ao Cerrado nativo, porém a compactação resultante do pisoteio animal das
pastagens nos sistemas de integração lavoura-pecuária não é fator limitante aos cultivos
subseqüentes. A porosidade total e a macroporosidade foram significativamente maiores no
Cerrado e nos sistemas em plantio direto em relação aos em preparo convencional. Conclui-se
que os atributos do solo avaliados são ferramentas indicadoras da qualidade físico-hídrica do
solo.
Palavras chave: resistência à penetração, porosidade, retenção de água, plantio díreto,
sistemas integrados de produção, sustentabílidade.
SOIL PHYSICAL QUALITY UNDER CROP-LIVESTOCK MANAGEMENTSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL
ABSTRACT
Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in the
Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their
impact on soil and water quality is stilllimited. Therefore the present study was undertaken to
analyze and compare the effect of crop-livestock rotation and continuous systems on soil
hydraulic properties, and test the potential of these properties as physical quality indicators of
a Cerrado Ferralsol. The field study was conducted at Embrapa Cerrados, near Planaltina
(DF), Brazil, considering the following soillayers: 0-5, 10-15,20-25 and 40-45 cm. The crop
livestock rotation systems caused significant changes in soil bulk density, volumetric soil
water content, soil penetration resistance, total porosity, macroporosity, microporosity,"
effective microporosity, unsaturated pores and availab1e water. An increase was observed in
both soil resistance and bulk density for all systems in comparison to the Cerrado. However,
the higher soil resistance do not appeared as a limiting factor for annual crops growth. Total
porosity and macroporosity were higher in the Cerrado, and in the systems with no-tillage in
relation to conventional tillage. Soil penetration resistance, macroporosity, buIk density and
available soil-water properties may therefore be recommended as indicators of the soíl
physical quality.
Keywords: soil penetration resistance, porosity, water retention, no-tillage, integrated systems
ofproduction, sustainability.
1 INTRODUÇÃO
A sustentabilidade é o objetivo da manutenção dos agroecossistemas e, nesse
aspecto, a qualidade tisica dos solos (QFS) é um dos elementos chave para o alcance de sua
sustentabilidade global (MEA, 2006). Além de ser abrangente e dinâmico, o conceito de QFS
tem sido discutido desde o início da década de 90 e, no entanto, é ainda uma área de pesquisa
em expansão (Lal, 2000; Reynolds et al., 2002).
Dos 204 milhões de hectares do Cerrado Brasileiro, Sano et al. (2000) estimaram
que aproximadamente 50 milhões são ocupados por pastagens cultivadas. Atualmente, estima
se que entre 70 e 80 % das pastagens cultivadas encontram-se em algum estágio de
degradação. Nestas pastagens, devido ao manejo inadequado, observa-se uma redução na
porosidade global das camadas superficiais do solo que afetam a reserva de água disponível,
especialmente à medida que a meso e microporosidade do solo são reduzidas (Balbino et al.,
2001).
Atributos do solo tais como a densidade, a porosidade, a condutividade hidráulica
(Balbino et al., 2004) e a resistência à penetração (lrnhoff et al., 2000) têm sido comumente
utilizados como indicadores de qualidade tisica, pela relativa facilidade de determinação e
pelo baixo custo de obtenção das medidas. Além da comparação entre os sistemas de manejo
e de uso do solo (Oliveira et al., 2003), os atributos físícos também têm sido utilizados para
estudar o efeito da conversão de áreas nativas em lavouras ou pastagens (Leão et al., 2006).
Em diferentes regiões do mundo há consenso que períodos de utilização com
pastagens perenes, gramíneas e ou leguminosas, condicionam melhorias na qualidade do solo
e produtividade de lavouras subseqüentes (García-Préchac et al., 2004). A estabilidade de
agregados, a macroporosidade e a condutividade hidráulica podem aumentar rapidamente com
a inclusão de pastagens na rotação com culturas devido à combinação de três efeitos
principais: (i) ausência de preparo durante o ciclo da pastagem, (ii) presença. de um denso
sistema radicular que atua como agente agregante e (iii) maior atividade da macrofauna do
solo na fase pastagem. Este processo é rapidamente revertido quando o solo volta a ser
preparado.
Neste contexto, observa-se que os estudos sobre a utilização de sistemas de
integração lavoura-pecuária (ILP) e seu impacto sobre os atributos tisico-hídricos do solo são
58
ainda escassos e incipientes. A identificação de atributos sensíveis deste impacto sobre a
qualidade fisica do solo é fundamental para comparar as diversas práticas de manejo sobre o
seu funcionamento fisico-hídrico. Objetivou-se analisar e comparar o efeito de sistemas deI
manejo e uso do solo incluindo sistemas de integração lavoura-pecuária sobre atributos físico-
hídricos e avaliar o potencial de uso desses atributos como indicadores da qualidade fisica de
um Latossolo Vermelho do Cerrado.
2 MATERIALEMÉTonos
Amostras de solo foram coletadas em Novembro de 2004 em um experimento de
ILP da Ernbrapa Cerrados, Planaltina, DF. A temperatura média anual na área é de 26°C,
altitude de 1.200 m e média pluviométrica anual de 1.500 mm, sendo que 80% das chuvas
ocorrem normalmente de novembro a abril.
O experimento foi estabelecido em 1991, em um Latossolo Vermelho (Embrapa,
1999) fase Cerrado típico, cuja fração argila é predominantemente composta por gibbsita,
caulinita, e óxidos de ferro (Chapuis Lardy et aI., 2002). As demais características físicas e
químicas estão descritas na Tabela 1.
Tabela 1. Características físicas e químicas do Latossolo Vermelho no experimento deintegração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004(1).
Prof (cm) Argila (g kg-I) Silte (g kg-I) Areia (g kg-I) Dp (g cm-3) M.O (g kg-I)
5 60,97 7,80 31,23 2,70 3,5515 61,25 8,12 30,63 2,75 2,7825 62,96 7,34 29,71 2,81 2,4645 63,73 6,40 29,86 2,76 1,98
(I)Análise granulométrica, densidade de partículas (Dp) e matéria orgânica do solo (M.O) determinadas segundoEmbrapa (1997)
Em 1991, a vegetação nativa foi removida e o solo preparado com arado de disco
seguido de grade aradora e corrigido com calcário dolomítico na dosagem de 3,4 t ha" antes
da instalação do experimento. Em 1999 foi realizada nova calagem na dosagem de 1,0 t ha".
A área de cada parcela experimental foi de 50 metros de comprimento por 40 metros de
largura. Nos sistemas lavoura-pecuária, a alternância de pastagem para lavoura e vice-versa
ocorreu a cada quatro anos. Uma área de Cerrado nativo foi mantida como referência para
comparação com as áreas cultivadas. Foram estudados oito tratamentos, compostos pela
combinação de cinco tipos de uso e dois sistemas de preparo do solo na fase lavoura. Na
Tabela 2 estão descritos os sistemas estudados, nas respectivas condições de cultivo e deI
idade no momento da amostragem. Nas áreas sob pastagem foi utilizado o sistema de lotação
rotacionado, com períodos de ocupação e descanso de 14 dias. A oferta de forragem (8 a 10
kg de matéria verde por 100 kg de peso vivo) foi constante e ajustada a cada 28 dias.
~
Tabela 2. Sistemas de manejo e uso do solo estudados no experimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004.
Sistema de manejoTipo de
Cultura/idade na amostragem SimbologiaPreparo(l)
1- Cerrado Ausente Vegetação nativa CER
2- Pastagem contínua Ausente Brachiaria decumbens 13° ano PAST
PD Panicum maximum 4° ano (Soja 4 anosi2) PL-D
3- Rotação pastagem-lavouraPC Panicum maximum 4° ano (Soja 4 anos) PL-C
PD Brachiaria brizantha 1° ano (Soja 4 anos) LP-D4- Rotação lavoura-pastagem
PC Solo preparado (Soja 4 anos) LP-C
PD Lavoura de Soja 4° ano L-D5- Lavoura contínua
Lavoura de Soja 4° anoPC L-C(TJ PD - plantio direto; PC - plantio convencional(2) O texto entre parênteses indica a cultura antecessora no sistema de rotação
0\o
61
Foram coletadas em cada tratamento seis amostras indeformadas de solo com o
auxílio de anéis volumétricos de 5,0 cm de altura por 5,0 cm de diâmetro nas camadas de 0-5,
10-15, 20-25 e 40-45 cm, perfazendo um total de 192 amostras. Os cilindros foram coletados
em um ponto central da parcela, em trincheiras de 2,0 x 1,5 x 1,0 m. O delineamento
experimental utilizado foi o inteiramente casualizado. Por ocasião da amostragem, medidas de
resistência à penetração (RP) e umidade volumétrica (av) foram tomadas aleatoriamente ao
redor da trincheira, nas mesmas profundidades. A RP foi medida utilizando um penetrógrafo
dinamométrico ligado a um registrador analógico. As medidas foram realizadas em três
pontos ao redor das trincheiras e em cada ponto foram feitas quatro leituras totalizando 12
repetições. Para análise estatística optou-se por considerar uma média das quatro leituras
perfazendo um total de três repetições da RP para cada tratamento.
Em cada profundidade, três cilindros foram aleatoriamente selecionados e
utilizados para determinação de av e da curva de retenção de água do solo. As amostras foram
colocadas em uma bandeja e submersas até 2/3 de sua altura, durante 24 horas, para pesagem
do solo saturado. Em seguida foram submetidas ao processo de centrifugação (Silva &
Azevedo, 2002) para determinação do conteúdo da água do solo em equilíbrio com os
potenciais correspondentes a 1; 3; 6; 10; 33; 84; 406; 1027; 1515 kPa (Silva et al., 2006). Ao
final deste processo, as amostras foram secas em estufa à 105°C para determinação da massa
seca e da densidade do solo (Ds).
Com os conteúdos gravimétricos de água do solo obtidos da centrifugação foram
calculados os valores do conteúdo de água relativo (8 rei)' em cada ponto de tensão aplicada
(kPa), utilizando-se a relação (8 - 81.515kP.)/(8. - 81.515kPa), na qual, a é o conteúdo de água em
equilíbrio a um determinado ponto de tensão; as é o conteúdo gravimétrico de água na
saturação; Sl.515kPa o conteúdo gravimétrico da água do solo, correspondente à tensão de 1.515
kPa; e a diferença 85 - 81.515kPa igual a saturação efetiva (Se)' Os valores pontuais de arei foram
ajustados a uma curva contínua de água relativa (CRA) em função da tensão de água no solo
(T), expressa em kPa, utilizando o seguinte modelo não-linear (Assouline et al., 1998):
CRA =1- [exp[- CL (!- 1 J" J]T T15\5 kPa
(1)
sendo n e a os parâmetros de ajuste do modelo; T a tensão (kPa) em um ponto qualquer
correspondente ao conteúdo de água relativo do solo; e Tl.515kPa a tensão equivalente a 1.515
kPa. Ao utilizar a curva de retenção com o conteúdo relativo da água do solo, de certo modo,
62
está se aplicando a teoria do escalonamento de propriedades hídricas de solos (Bacchi &
Reichardt, 1988), a qual considera que meios porosos similares possuem curvas de retenção
semelhantes.
Os parâmetros n e a do modelo da Equação 1 foram obtidos por meio da rotina
Solver da planilha eletrônica Excel, ao passo que 8 s foi determinado por meio da pesagem
direta da amostra do solo saturado, antes de ser submetido ao processo de centrifugação, não
sendo, portanto, objeto de ajuste. A umidade residual Sr foi considerada como a umidade
correspondente ao ponto da curva na tensão de 1.515 kPa. As oito curvas escalonadas obtidas
para cada um dos tratamentos e profundidade foram comparadas determinando-se a soma de
quadrados de suas respectivas diferenças (SQerro) em relação ao conteúdo relativo de água
ajustado pelo modelo de Assouline et ai. (1998). As SQerro obtidas da curva de cada
tratamento foram comparadas utilizando o teste F considerando o nível crítico de 1% de
probabilidade. Os graus de liberdade foram obtidos a partir do número de pontos da curva e
do número de parâmetros de ajuste do modelo.
Para a quantificação dos macro e rnicroporos, foi utilizado o conteúdo de água
correspondente à tensão abaixo e acima de 6 kPa, respectivamente (Embrapa, 1~97). Além da
porosidade total (PT), macroporosidade (MAC) e microporosidade (MIC) foi também
quantificada a microporosidade efetiva (MIE), definida pela diferença entre conteúdo de água
em equilíbrio com a tensão de 6 kPa e o conteúdo correspondente a 1.515 kPa. O volume de
poros insaturados (PI) foi calculado como a diferença entre a porosidade total e conteúdo de
água na saturação. A água prontamente disponível (APD) foi calculada pela diferença entre o
conteúdo volumétrico de água nas tensões de 6 e 1.000 kPa. Os valores de Ds, Sv, RP, PT,
MAC, MIC, MIE, PI, APD foram submetidos à análise de variância para verificar o efeito dos
sistemas de manejo, da profundidade de amostragem e de suas interações, por meio do
procedimento GLM do aplicativo SAS (SAS Institute, 1999). Coeficientes de correlação de
Pearson foram estimados como medida de dependência entre as variáveis RP, Ds e Ov, Os
tratamentos foram comparados pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os valores médios de Ds observados (Tabela 3) foram considerados normais para
Latossolos do Cerrado sob sistemas agropastoris (Tormena et al., 1999; Balbino et al., 2004).
Na camada de 0-5 cm as maiores densidades foram observadas nos sistemas PL-D, PL-C, L-D
e LP-D, demonstrando que os quatro anos da pastagem de Panicum maximum na rotação, em"
conjunto com o plantio direto, provocaram uma compactação superficial em relação às demais
pastagens e às áreas em plantio convencional. Esta gramínea, devido ao seu hábito de
crescimento cespitoso, apresenta um alto percentual de solo descoberto entre touceiras,
tomando o solo mais susceptível à ação da compactação superficial pelo pisoteio animal
(Irnhoff et al., 2000). O mesmo resultado foi observado nos sistemas L-D e no sistema LP-D,
onde a Brachiaria brizantha foi plantada associada à cultura da soja, demonstrando o efeito
da compactação superficial que pode ocorrer no SPD (Beutler et al., 2001). Em relação ao
solo testemunha (CER), todos os outros sistemas de manejo incluindo a pastagem contínua de
Brachiaria decumbens apresentaram um incremento na densidade na camada de 0-5 cm.
Observou-se que os sistemas em pastagem (PAST, PL-C, LP-D) apresentaram um decréscimo
na Ds em profundidade. Por outro lado os sistemas em lavoura não apresentaram a mesma
tendência. Diferentemente do que ocorreu nas pastagens, no sistema LP-C a Ds aumentou em
profundidade, provavelmente resultado da compactação em sub-superficie, durante a aração"
do solo na implantação do experimento. No sistema lavoura contínua em plantio direto (L-D),
observou-se um acréscimo da Ds na camada de 0-5 cm que não se propagou em profundidade
e não diferiu significativamente da área utilizada como testemunha.
A umidade volumétrica medida no momento da amostragem (Tabela 3) foi
influenciada pelos tratamentos e, em geral, observou-se maior conteúdo de água na camada de
0-15 cm e nos sistemas que apresentaram maior Ds. A análise de correlação mostrou haver
relação positiva e significativa entre Ds e Sy (r = 0,42*). Como foi coletado o mesmo volume
de solo para a determinação de Sy, obtém-se, no caso de solo com maior densidade, uma
quantia maior de sólidos e, também, uma quantia proporcionalmente maior de água. Além
disso, apesar da presença de uma cobertura vegetal nos tratamentos em pastagem, a amplitude
de variação de umidade entre os tratamentos foi pequena, mesmo ao comparar os outros
64
sistemas com o LP-C, onde se espera maior evaporação da água devido à exposição pelo
revolvimento do solo. De acordo com Irnhoff et aI. (2000), a relação da resistência mecânica
do solo à penetração com a umidade e densidade pode ser utilizada para fazer inferências
sobre a condição estrutural e prever as relações entre a densidade crítica e o crescimento das
raízes das plantas. Neste trabalho procurou-se ajustar modelos de RP em função de Ds e B,
propostos por Busscher et aI. (1997), porém, os dados não se ajustaram a nenhum dos
modelos propostos, demonstrando não haver uma relação clara entre estes atributos. Neste
mesmo sentido, o resultado da análise de correlação entre as mesmas variáveis mostrou não
haver correlação significativa (r = 0,11 ns e _0,2lns para as correlações de RP com Ds e Sy,
respectivamente). Provavelmente este resultado esteja relacionado ao fato de que os valores
de Sy são próximos aos valores da capacidade de campo (Tabela 3). Deve-se considerar
também que sistemas de ILP são mais complexos quanto à modelagem proposta por Busscher
et aI. (1997), uma vez que a presença de um denso sistema radicular pode afetar atributos
como a RP e Ds.
Os valores obtidos para RP foram significativamente influenciados pelos sistemas
de manejo do solo e variaram em profundidade (Tabela 3). Nos sistemas em pastagem
observou-se que os valores de RP, assim como a Ds, foram superiores aos demais, sobretudo
nas pastagens de Panicum maximum com quatro anos de idade (sistema PL). Entretanto,
nenhum dos sistemas de ILP apresentou resistência superior a 2,0 MPa, considerada como
limite para o crescimento radicular da maioria das culturas (Irnhoff et aI., 2000).
65
Tabela 3. Valores médios de atributos fisico-hídricos em função de sistemas de manejo e usodo soloe da profundidade de amostragem. Planaltina-DF, 2004(1).
Atributos'"Camada
CER PAST PL-C PL-D LP-C LP-D L-C L-D(cm)0-5 0,87 d 1,13 abc 1,19 a 1,20 a 1,08 bc 1,10 abc 1,06 c 1,17 ab
Ds 10 - 15 0,97 de 1,13 b 1,11 bc 1,24 a 1,07 bcd 0,96 e 1,15 ab 1,02 cde
(g cm") 20 - 25 0,93 d 1,04 bc 1,02 bcd 1,05 bc 1,08 ab 0,96 cd 1,16 a 0,98 cd
40 - 45 0,98 b 1,01 b 1,03 b 0,97b 1,16 a 0,99 b 1,03 b 1,05 b
0-5 0,35 ab 0,37 ab 0,37 ab 0,32 ab O,29b 0,39 a 0,37 ab 0,43 a
8v 10 - 15 0,34 a 0,32 a 0,37 a 0,33 a 0,32 a 0,36 a 0,38 a 0,33 a
(crrr' cm") 20 - 25 0,30 ab 0,30 ab 0,30 ab 0,28 ab 0,25 b 0,34 ab 0,36 a 0,25b
40 - 45 0,31 a 0,30 a 0,31 a 0,28 a 0,34 a 0,33 a 0,31 a 0,31 a
0-5 0,47 c 1,29 ab 1,65 a 1,47 a 0,19 c 1,10 ab 0,27 c 0,72 bc
RP 10 - 15 0,73 b 1,33 ab 1,67 a 1,67 a 0,73 b 1,31 ab 0,79b 1,16 ab"
(MPa) 20 - 25 0,98 c 1,39 abc 1,77 a 1,65 ab 1,12 bc 1,41 abc 1,20 abc 1,53 abc
40 - 45 1,03 b 1,31 ab 1,72 a 1,69 a 1,19 ab 1,61 ab 1,18 ab 1,66 a
0-5 0,68 a 0,58 cd 0,54 d 0,56 cd 0,59 bc 0,58 bc 0,62 b 0,56 cd
PT 10 - 15 0,65 ab 0,58 de 0,59 cde 0,56 e 0,61 bcd 0,65 a 0,58 de 0,62 abc
(cm' cm") 20 - 25 0,68 a 0,63 bc 0,64 bc 0,62 c 0,61 c 0,66 ab 0,57 d 0,65 bc
40 - 45 0,65 ab 0,64 abc 0,61 cd 0,66 a 0,58 d 0,64 abc 0,62 bc 0,62 abc
0-5 0,26 a 0,07 bc 0,05 c 0,06 bc 0,12 b 0,06 bc 0,12 b 0,08 bc
MAC 10 - 15 0,23 a 0,12 bc 0,15 b 0,07 c 0,12 bc 0,16 ab 0,10 bc 0,16 ab
(cm' cm") 20 - 25 0,25 a O,19ab 0,20 a 0,18 ab 0,12 b 0,21 a 0,12 b 0,18 ab
40 - 45 0,22 a 0,21 a 0,19 a 0,21 a 0,09 b 0,16 ab 0,17 a 0,17 a
0-5 0,36 a 0,44 a 0,43 a 0,44 a 0,41 a 0,43 a 0,38 a 0,44 a
MIC 10 - 15 0,36 a 0,39a 0,39 a 0,40 a 0,35 a 0,40 a 0,40 a 0,39 a
(crrr' cm") 20 - 25 0,30 a 0,39 a 0,33 a 0,40 a 0,39 a 0,39 a 0,40 a 0,39 a
40 - 45 0,35 a 0,40 a 0,35 a 0,33 a 0,37 a 0,42 a 0,36 a 0,37 a
0-5 0,15 c 0,18 ab 0,19 a 0,18 a 0,19 a 0,18 abc 0,18 a 0,16 bcI
MIE 10 - 15 0,12 c 0,15 b 0,14 bc 0,18 a 0,17 ab 0,16 ab 0,16 ab 0,16ab
(crrr' cm") 20 - 25 0,11 c 0,15 ab 0,13 bc 0,18 a 0,16 a 0,13 bc 0,12 bc 0,16 a
40 - 45 0,13 c 0,17 a 0,14 bc 0,16 ab 0,15 abc 0,15 abc 0,14 abc 0,14 bc
0-5 0,14 b 0,16 ab 0,16 ab 0,17 a 0,17 a 0,16 ab 0,16 a 0,14 ab
APD 10 - 15 0,11 d 0,13 bcd 0,12 cd 0,16 a 0,15 ab 0,15 ab 0,14 abc 0,15 ab
(crrr' cm") 20 - 25 0,11 d 0,14bc 0,12 cd 0,16 a 0,15ab 0,12 cd 0,11 cd 0,15 ab
40 - 45 0,13 b 0,15 ab 0,13 ab 0,15 a 0,14 ab 0,14 ab 0,13 ab 0,13 b
(OMédias seguidas de mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade; (2)Ds:densidade do solo; 8y : umidade volumétrica do solo na amostragem; RP: resistência à penetração; PT:porosidade total; MAC: macroporosidade; MIE: microporosidade efetiva; APD: água prontamente disponível;MIC =microporosidade.
66
Utilizando a técnica do escalonamento, foi possível comparar através do teste F as
curvas de Srel entre os diferentes sistemas estudados (Figura 1). Verifica-se, graficamente,
uma tendência de aproximação das curvas com o aumento da profundidade, reforçando a
hipótese da similaridade do solo nas camadas mais profundas, onde não' haveria mais
diferenças significativas entre os sistemas de manejo e uso do solo. Aplicando a técnica de
comparação de curvas (Silva & Azevedo, 2002), verificou-se que as CRA sob sistemas de
ILP, na camada mais superficial (0-5 cm), não apresentaram diferenças significativas, mas
diferiram do Cerrado (Figura IA). Na camada 10-15 cm, em geral, não houve diferença
significativa entre a média dos tratamentos sob ILP e da área sob Cerrado (Figura IB), porém,
nesta camada o sistema PL-D foi significativamente diferente do Cerrado, não diferindo dos
demais. Da mesma forma, nesta mesma profundidade, o tratamento pastagem contínua não
diferiu de nenhum dos demais sistemas agropastoris. Tomando-se por base o ponto de tensão
de 10 kPa, verificou-se que houve aumento relativo no armazenamento de água no solo dos
sistemas de ILP em relação ao Cerrado para as camadas superiores (Figura IA, B, C e D). Em
uma análise geral da Figura 1, observa-se que as maiores diferenças estão na camada inicial
de 0-15 cm, conforme o padrão dos resultados anteriormente mencionados. Nas
profundidades de 20-25 e 40-45 cm, apenas o sistema LP-C apresentou comportamento
distinto do Cerrado, não diferindo dos demais sistemas e até mesmo da pastagem contínua.
Estes resultados permitiram concluir que a utilização das curvas na comparação de sistemas
de manejo e uso do solo pode ser limitada. O fato de englobar diferentes atributos em um
mesmo modelo complexo, tais como os que expressam a retenção de água no solo, pode afetar
sua sensibilidade e inviabilizar sua utilização como um índice de qualidade fisica do solo em
comparações de sistemas de manejo. Todavia, devido a mudanças na forma da curva de
retenção de água relativa com a degradação do solo, Dexter (2004) considera que a CRA tem
potencial para ser utilizada como índice de qualidade fisica do solo em sistemas de uso e
manejo que alterem mais drasticamente a distribuição de poros por tamanho, ou mesmo entre
tipos de solos.
67
1,0 1,0
0,8 0,8
10-15 cin(B)0,6 0,6
0,4 0,4
o 0,2 0,2.::...co]co 0,0 0,06h 10'2 10'1 10
010
1 10210
3 104 10'2 10'\ 100
101
102
103 104'colI.l 1,0 1,0
"Oo
"O.~
lI.l... 0,8 0,8su
20-25 cm (C) 40-45 cm(D)0,6 0,6
0,4 0,4
0,2 0,2
0,0 0,010'2 10'1 100
101 102 103 10
4 10'2 10'1 100
101 102 103
104
Tensão da água nosolo (kPa)
'" CER-observado - CER-ajuste t:. L-D-observado L-O-ajuste
• PL-O-observado - PLD-ajuste O L-C-observado L-C-ajuste
• LP-C-observado -- LP-C-ajuste O P-L-observado PL-C-ajuste
• PASf-observado ....., PASf-ajuste O LP-O-observado LP-O-ajuste
Figura 1. Curvas do conteúdo relativo versus tensão da água no solo em sistemas deintegração lavoura-pecuária nas profundidades de Oa 45 cm. Planaltina, DF. CER:Cerrado nativo; PAST: pastagem contínua de Brachiaria decumbens; PL-D:rotação pastagem/lavoura em plantio direto; PL-C - rotação pastagem/lavoura emplantio convencional; LP-D: rotação lavoura/pastagem em plantio direto; LP-C:rotação lavoura/pastagem em plantio convencional; L-D: lavoura contínua emplantio direto; L-C: lavoura contínua em plantio convencional.
Na Figura 2, está representado o modelo gráfico (Costa et al., 200Q) comparativo
da qualidade fisico-hídrica do solo para a RP, Ds, MAC e MIE com os desvios relativos para
cada parâmetro em relação ao Cerrado. Observou-se que a Ds apresentou pequenas
deformações relativas, mesmo na profundidade 0-5 cm, porém o teste de médias apresentado
na Tabela 3 mostra que a Ds foi significativamente superior ao Cerrado em todos os sistemas
68
de manejo avaliados. Por outro lado, o eixo da RP foi o que apresentou maiores deformações
até a profundidade de 40-45 cm, indicando que mesmo nessa profundidade houve efeito dos
sistemas de preparo do solo empregados. Na profundidade 0-5 cm os valores, de RP foram
superiores em todos os sistemas de manejo, exceto nos sistemas LP-C e L-C, que sofreram
revolvimento e foram estatisticamente semelhantes ao Cerrado.
Dentre os demais atributos fisico-hídricos avaliados, somente a quantidade de
poros insaturados calculada (PI) não foi influenciada pelos tratamentos. Para a
microporosidade (MIC), a interação tratamento profundidade não foi significativa, sendo
significativos somente os efeitos principais. Valores de MIC significativamente maiores
foram observados na camada superficial do solo (Tabela 3), provavelmente em razão do
acúmulo de matéria orgânica. Não houve diferença significativa entre os sistemas de manejo,
somente entre o grupo formado pelo Cerrado e os sistemas em plantio convencional, em
relação aos sistemas em plantio direto. De forma geral, observou-se que os sistemas em
plantio direto (PL-D; LP-D e L-D) e a pastagem contínua (PAST) apresentaram valores de
MIC superiores aos sistemas com preparo contínuo e o Cerrado. Apesar de não promover um
incremento significativo na Ds, o SPD promove alterações no arranjo estruturaldos agregados
que possivelmente lhe conferem maior microporosidade. Uma hipótese é a de que a
microporosidade do solo é fortemente influenciada pela matéria orgânica e atividade biológica
e que este rearranjo seja conseqüência da maior atuação de alguns grupos da macrofauna do
solo (Balbino et al., 2002).
A MAC e a PT foram significativamente menores em todos os sistemas agrícolas
em comparação com os do solo sob Cerrado (Tabela 3). A redução foi da ordem de 80 e 20 %
ao comparar o Cerrado ao sistema PL-C na camada 0-5 cm para MAC e PT respectivamente.
Na Figura 2 observa-se que assim como a RP, a MAC apresentou-se como um atributo
sensível às alterações no solo decorrentes dos sistemas de manejo. As deformações nos
polígonos ilustram a redução da MAC em relação ao Cerrado em todas as profundidades
avaliadas. Observou-se que mesmo na camada mais profunda, 40-45 cm, a MAC foi sensível
às alterações provocadas pelo sistema LP-C (Tabela 3). A drástica redução deste atributo nos
solos cultivados decorre do aumento da compactação, que é evidenciada pelo aumento de sua
densidade. Além disso, ela é considerada um elemento chave na análise da distribuição de
poros no solo por estar intimamente ligada à condutividade hidráulica e a porosidade ocupada
com ar no potencial de -6 kPa, sendo uma medida relacionada com a taxa de difusão de
oxigênio no solo. Deve-se considerar que a água não fica retida nas tensões correspondentes a
MAC, sendo importante haver um equilíbrio da relação entre macro e microporos.
69
400
200 -O ~e....,
-200 ê2
-400
-400
--200 ~'-"
O ~:E
200
400
400
200 -:::RO e....,
ê2-200
-400
-400
-200 -~e....,
O ~200
:E
400
20 - 25 cm (C)
Ds (%) MIE (%)
- CER- PL-D- LP-C-.---.- PAST
L-DL-CPL-CLP-D
10- 15 cm(B)
40- 45 cm (D)
Ds (%) MIE (%)i i I I I I I I i i i i i i I i i I , I I
400 200 O -200-400-400-200 O 200 400i I i i i I I i I I I i , I I I I I I l i
400 200 O -200-400-400-200 O 200 400
Figura 2. Modelo gráfico comparativo da qualidade físico-hídrica do solo em sistema deintegração lavoura-pecuária, para as camadas: 0-5 cm (A); 10-15 cm (B); 20-25cm (C); e 40-45 cm (D), considerando os valores relativos dos parâmetrosresistência à penetração (RP); macroporosidade (MAC); densidade do solo (Ds) emicroporosidade efetiva (MIE)
Os valores de MIE, foram significativamente superiores ao Cerrado em todos os
sistemas de manejo. Como conseqüência da maior MIE observou-se um incremento na água"
prontamente disponível (APD) em todos os outros sistemas de manejo (Tabela 3). A MIE e a
APD expressam a capacidade do solo em armazenar e disponibilizar água para as plantas e
são atributos importantes na região do Cerrado, onde a ocorrência de veranicos pode
prejudicar ou até mesmo limitar o desenvolvimento de algumas culturas anuais. Nos sistemas
70
de ILP, a capacidade de armazenamento de água do solo é fator chave para o sucesso das
culturas de sucessão implantadas com o objetivo de fornecer forragem na entressafra.
4 CONCLUSÕES
1. Apesar de incrementar a densidade e a resistência do solo à penetração, o pisoteio
animal durante quatro anos na fase pastagem nos sistemas de integração lavoura-pecuária não
é fator limitante aos cultivos anuais subseqüentes.
2. Em geral os sistemas de integração lavoura-pecuária são semelhantes aos sistemas
contínuos, porém, ganhos no armazenamento de água do solo são observados nesses sistemas
principalmente quando associados ao plantio direto.
3. Os atributos avaliados são ferramentas indicadoras da qualidade fisico-hídrica do
solo, evidenciando maior impacto nas camadas superficiais.
5 AGRADECIMENTOS
Aos assistentes de pesquisa Wantuir Caixeta e Nelson Camargos Moreira da Embrapa
Cerrados pelo dedicado esforço nas análises laboratoriais; ao pesquisador Lourival Vilela pela
orientação e apoio na fase experimental da pesquisa; ao IRD pela concessão da bolsa de
doutoramento ao primeiro autor.
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CAPÍTULO II
ESTOQUES DE CARBONO E NITROGÊNIO NUM LATOSSOLO BRASILEIRO:13 ANOS SOB SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA
RESUMO
A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada
na agropecuária Brasileira do Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto
sobre os estoques de carbono e nitrogênio do solo ainda é limitado. Objetivou-se estimar o
efeito destes sistemas envolvendo tipos de preparo e fertilização sobre os estoques e a
concentração de carbono e nitrogênio do solo na camada de 0-30 cm. Os sistemas
estudados foram: pastagem contínua; lavoura contínua; rotação lavoura-pastagem; e rotação
pastagem-lavoura. O Cerrado nativo foi utilizado como testemunha. Nos sistemas lavoura
contínua e rotação existem ainda dois tipos de preparo do solo (convencional e plantio
direto) e de fertilização (manutenção e corretiva). Os sistemas de uso e preparo do solo
influenciaram significativamente as concentrações e os estoques de carbono e nitrogênio do
solo, porém não foi observado efeito do nível de fertilização. Os sistemas de Integração
Lavoura-Pecuária não diferiram dos sistemas contínuos em relação aos estoques de carbono
e nitrogênio, porém observou-se acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto.
Observou-se que 13 anos de manejo sob integração lavoura pecuária não permitiram
identificar quais sistemas são mais sustentáveis em relação ao seqüestro vde carbono
atmosférico, além disso, a metodologia de cálculo do estoque interfere nos resultados. O
NIRS apresentou-se como uma ferramenta útil na quantificação das concentrações de
carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa sobre o seqüestro de carbono
em agroecossistemas.
Palavras-chave: Cerrado, acúmulo de C e N, plantio direto, rotação de cultura,
espectroscopia NIR.
C AND N STOCKS lN A BRAZILIAN CLAYEY FERRALSOL: 13 YEARSEFFECTS OF INTEGRATED CROP-LlVESTOCK SYSTEMS
ABSTRACT
Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in
the Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their
impact on soil C and N concentrations and stocks is still limited. Therefore the present
study was undertaken to evaluate the effects of crop-livestock systems under two tillage
and fertilization regimes on carbon and nitrogen stocks and concentrations at 0-30 cm
depth, in comparison to continuous crops or pasture. The following soil management
systems were studied: continuous pasture; continuous crop; crop/pasture rotation; and
pasture/crop rotation. The Cerrado was used as a controI. The rotation systems were on a
four year cycle. Under rotation and continuous crop systems there were two levels of soil
tillage (conventional and no-tillage) and fertility (maintenance and corrective fertility). The
soil tillage and land use systems had a significant impact on the concentrations of carbon
and nitrogen in the soil; however, no effect was observed for the fertilizer treatment.
Integrated crop-livestock systems did not differ from continuous systems with regard to the
carbon and nitrogen stocks, but these elements tended to accumulate under no-tillage.
Furthermore, the stock calculation method may interfere with the results and limit
comparisons with existing literature. NIRS proved to be a useful tool in quantifying the
concentrations of carbon and nitrogen in the soil, facilitating carbon sequestration research
in agroecosystems.
Keywords: Cerrado, C sequestration, no-tillage, crop-rotation, NIR spectroscopy.
1 INTRODUCTION
Soil organic matter (SOM) is an important factor affecting soil quality and
long-term agricultural sustainability (Lal, 2004). It plays a key role in optimizing crop
production, minimizing negative environrnental impacts and improving soil quality in
tropical agroecosystems. Decreases in SOM can reduce cation exchange capacity (Pavan
et al., 1985; Malavolta, 1999), soil aggregate stability (Rosa et al., 2003; Wendling et al.,
2005) and crop yields (Burle et al., 1997). Besides being a source and sink ofnutrients for
plants, SOM plays an important role in the carbon and nitrogen cycle, as it accounts for
the important soil pool of these elements (d' Andréa et al., 2004). Under appropriate soil
and crop management, the soil can function as a net sink for sequestering atmospheric
C02, and thus contribute to mitigate climate change (Lal, 2004). Therefore, the
evaluation of changes in SOM resulting from land use and management is needed to
identify adequate strategies to increase agricultural production without soil and water
degradation, and to prevent environrnental changes.
Intensive agriculture associated with conventional tillage may have an
adverse impact on environrnental quality due to SOM 1055 through soil mineralization
and erosion, increasing the emission of greenhouse gases such as CO2 (Lal, 1997).
Recommended Management Practices (RMPs) are considered as alternatives in the
sustainable management of tropical soils in order to minimize these impacts. The
introduction of natural or restorative land uses in agriculture reverses some of the effects
responsible for soil quality losses that occur in shifts from natural to managed ecosystems"
(Lavelle, 2000). Numerous studies have reported the benefits of adopting no-tillage in
crop systems (Freixo et al., 2002; Sisti et al., 2004; Al-Kaisi et al., 2005; Bayer et al.,
2006a, 2006b). Their integration in a rotation with pastures is a RMP currently used in
many countries, also has beneficial effects on soil physico-chemical and biological
quality (García-Prechác et al., 2004; Lemaire et al., 2005; Jantalia et al., 2006; Rufino et
al., 2006). Advantages of these systems include a reduction in greenhouse gas emissions,
most1y CO2, CH4 and N20 (Lal et al., 1998, Lal, 2001).
I •
78
Research on carbon and nitrogen stocks in tropical soils has grown in recent
years due to the increasing interest in quantifying atmospheric carbon sequestration under
these agricultural systems, but data on the Brazilian savannahs (Cerrado) are still scarce
(Chapuis Lardy et aI., 2002; Zinn et al., 2005a; Bayer et al., 2006a; Corbeels et aI., 2006).
Bemoux et aI. (2002), in a macro scale estimate of soil carbon stocks in several Brazilian
ecosystems, showed the importance of the Cerrado region, and its carbon accumulation
potentiaI. Lal and Kimble (2000) reported that the stocks in Oxisols under native Cerrado,
ranging between 8 and 10 kg C m-2 for 0-30 cm depth, between 18 and 20 kg C m-2 for I
m depth, and between 25 and 30 kg C m-2 for 2 m depth. Chapuis Lardy et aI., (2002),
observed that the conversion of native areas into pastures promoted increases in carbon
stocks. However, in conventional pastures, with low leveis of fertility and degradation of
the soil physical property (Balbino et aI., 200I), the low production of biomass reduces
carbon contents under pastures (Balbino et aI., 2004; Silva et aI., 2004). Several authors
have reported that Cerrado soils managed by no-tillage methods have higher organic C
stocks (Corazza et aI., 1999; Oliveira et al., 2004) than conventional1y tilled soils.
Although, the result is not universal in all Cerrado sites (Freitas et aI., 2000; Roscoe and
Buurrnan, 2003).
More research is needed to examine organic C and N storage under various
land uses in intertropical regions. The changes in land use can substantially alter SOM
dynamics. The C pool can be enhanced by adopting RMPs and restoring degraded soils.
Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in the
Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their
impact on soil C and N concentrations and stocks is still limited. Therefore, a better
understanding of the effects of management practices on C and N dynarnics under
different production systems is essential to allow more accurate estimates of stored
organic C in the soils. The objectives of this study were therefore (i) estimate the
beneficial effects on C and N stocks of crop-livestock integrated systems in comparison
with continuous crops or pasture; (ii) evaluate the impact of tillage (no-tillage versus"
conventional tillage) on SOM accumulation; and (iii) examine the responses to various
leveis of fertilization.
2 MATERIALANDMETHOnS
2.1 STUDY SlTE
The experiment site is located at the "Cerrados" Agricu1tural Research Center
(Embrapa Cerrados), 15° 35' S and 47° 42' W, altitude 1200 m, on a plateau in the center
of the Cerrado region, at Planaltina, DF, Brazil. The mean annual temperature is 26°C,
and the average annua1 rainfall is about 1500 mm, with more than 80% of the rainfall
normally occurring from November to April. The soil is an Orthic Ferralso1 (IUSS,
2006), Typic Acrustox (Soil Survey Staff, 1998) or clayey gibbsitic Latossolo Vermelho
according to the Brazilian classification (EMBRAPA, 1999). Main soil characteristics are
presented in Table 1.
Table 1. Mean values (n=8) of selected soil physical and chemica1 properties (GibbsicFerralsol~ collected from 0-30 cm layers in the crop-livestock integratedsystems' ).
Clay Silt Sand Dp pR A13+ Ca+Mg CEC OC
Depth (cm) 3 BS (%) I(g kg") (g cm") (RzO) (cmol, kg-I) (g kg- )
5 60.9 7.8 31.2 2.7 5.2 0.06 0.7 6.4 33.4 3.515 61.2 8.1 30.6 2.7 4.9 0.07 0.5 2.725 62.9 7.3 29.7 2.8 4.8 0.05 0.3 2.4
(I)Texture fractionation, particle density (Dp) , aIuminum (AI), cation exchange capacity (CEC), basesaturation (BS) and organic carbon (OC) determined according Embrapa (1997)
2.2 EXPERIMENT DESIGN
Four different soil management systems, arranged in sp1itplot design, 40 X 50
m each plot, based on a crop-pasture rotation system was studied (Table 2). ln 1991, the
native Cerrado vegetation was removed and dolomitic lime was appliedibefore the
estab1ishment ofthe fie1d experimento
•
80
The systems studied are: (1) P - Continuous pasture; (2) C - Continuous
crop; (3) CR - crop/pasture rotation; (4) PR - pasture/crop rotation. The native Brazilian
savannah (typical Cerrado) was used as a control (Cerr). ln the field, the CR and PR
rotations changed every four years beginning in 1991. Samples were taken at the end of a
4 year rotation cycle, in May 2004. At sampling, soybean (Glycine max (L.) Merr.) was
cultivated (C and CR systems) and Panicum maximum was the forage specie in the PR
rotation system. ln the C, CR and PR systems, there were also two tillage (T+ =
Conventional and T =No-tillage system) and fertilization (FI = maintenance fertilization
and F2 = corrective fertilization) regimes. For crops, maintenance fertility corresponded
to the fertilization calculated from the expected grain yield and nutrient export; corrective
fertility was detennined in order to gradual1y increase the leveI of phosphorus in the soil.
For pastures, maintenance fertility meant no fertilizer was applied; corrective fertility
corresponded to 10 kg ha" P + 40 kg ha" K + 60 kg ha" N per year, except for the year
after the rotation from crop to pasture, when no fertilizer applications were made
(residual fertilizer is used by the pasture). Lime was applied at the rate of 3.4 ~g ha" and
5.8 Mg ha" for FI and F2 treatments, respectively, at the beginning of the experiment.
The pastures sites are grazed and the rotation system was used, with 14 days of
occupation during grazing and regrowth periods. The forage availability (8-10 kg of
forage per 100 kg ofanimal weigh) was constant and adjusted each 28 days.
~
~
Table 2. Soil management systems used in the field experiment.
Management system SoB tillage Fertilization Cover crop/year old at sampling Simbology1- Cerrado --- --- --- Cerr2- Continuous Pasture --- F2 Brachiaria decumbens 13 years- old Past3- Pasture/crop rotation No-till FI Panicum maximum/4 years old PR T FI
F2 Panicum maximum/4 years old PR T F2Conventional tillage FI Panicum maximum/4 years old PR T+ FI
F2 Panicum maximum/4 years old PR T+ F24- Crop/pasture rotation No-till FI Brachiaria brizanthal t year old CR T FI
F2 Brachiaria brizantha/1 year old CR T F2Conventional till FI Ploughed soil CR T+ FI
F2 Ploughed soil CR T+ F25- Continuous Crop No-till FI Soybean/4 years C T FI
F2 Soybean/4 years C T F2Conventional tillage FI Soybean/4 years C T+ FI
F2 Soybean/4 years C T+ F2
00......
82
2.3 SOIL SAMPLING AND ANALYSIS
Undisturbed samples were collected in December 2004 at 0-2, 2-5, 5-10, 10
20, 20-30 cm depth, with 6.08 cm inner diameter cylinders, corresponding to 57.0, 85.4,
145.4, 285.9 and 283 crrr', respectively. The internationally recommended practice in
carbon accounting (IPCC, 1997) is to express soil C stocks as the mass of organic C per
unit ground area to a depth of 30 cm. The first (0-2) and the second (2-5) layers were
collected in triplicate and duplicate, respectively, and joined to create a composite
sample. ln each treatment, the soil samples were collected in three rep1icates.
From the total undisturbed samples, a sub-sample of each layer was taken
(20g approximately) and weighed to determine dry mass after oven-drying at 105°C for
48 h and then calculate bulk density. The rest of the sample was air-dried and sieved to
pass 2 mm. From the later, another sub-sample was taken to C and N analysis by NIR
spectroscopy and dry combustion.
NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy) has been used for several
years in soil science for assessment oftotal carbon (C) and nitrogen (N) (Dalal & Henry,
1986; Morra et al., 1991; Ludwig et al., 2002; McCarthy et al., 2002) and has proven to
be simple, fast and cost-effective. The total set of samples (i.e. 390 samples) were
scanned using a ring cup (5 cm diameter) in a spectrophotometer, FOSS 5000 mode1
(Foss NIRSystems, Silver Spring, MD, USA) in the reflectance mode from 1100 to 2500
nm to produce spectra with 700 data points. The spectra1 data obtained were recorded as
the logarithm of the inverse of reflectance [log (1/R)]. They were analysed using WinISI
III-version 1.50e software (Foss NIRSystems, Infrasoft International). From this
samp1ing set, 92 samples were selected according to their spectral representatively
(Shenk & Westerhaus, 1991a) to form the calibration set. Thirty other samples were
selected random1y for the va1idation set. These two sets of samples were ana1yzed by dry
combustion after grinding and sieving at 0.2 mm, using a CHN 2400 Perkin-Elmer
ana1yzer, to determine C and N contents in order to get the reference va1ues (Tab1e 3). ln.,
the absence of inorganic C in the Oxiso1s, soil total C is assumed to be equiva1ent to soil
organic C (SOC).
83
Table 3. Statistics of C and N content (g kg" soil) of the reference soils samplesdetermined by dry combustion (n=30)
Total CTotal N
Mean21.81.48
SD5.5
0.46
Range12.4 - 43.30.80- 3.00
The modified partialleast square (MPLS) regression (Shenk and Westerhaus,
1991b) was used to correlate reference C and N data with the NIR spectra of the
calibration set. Cross validation was used. Its performance was expressed as the standard
error of cross validation (SECV) and the coefficient of determination (R2) between the
predicted and measured values of each constituent (Table 4). This data was used to
evaluate the prediction capacity of NIRS, like the ratio performance deviation (RPD)
which is the ratio of standard deviation to the SECV. The model calculated for C and N is
considered as good as the RPD is >2 (Chang et al., 2001; Chang and Laird, 2002) (Table
4). After this process, the validation set was used to evaluate the standard error of
prediction (SEP), and validation R2 of the regression equation (Table 3). Finally, the
model was developed for all samples to obtain the C and N contents of the total set.
Means of C and N concentrations were analyzed using the GLM procedure (SAS
Institute, 1999) to test the principal effects of soil management, tillage and fertility
regimes. The means of C and N stocks for principal effects were compared using Tukey's
test.
Table 4. Calibration of NIR spectra and validation results for carbon and nitrogenconcentrations (g kg-I).
Calibration setNc
C 87N 85
Validation set
Mean22.11.48
SD5.530.45
SECV0.1920.016
R20,880,88
RPD2,872,90
Nv SEP R2C 30 0,212 0,69N 30 0,023 0,58
Nc: the number of samples after eliminating calibration outliers; SD: standard deviation; SECV: standarderror of cross-validation; RPD: ratio performance deviation (SD/SECV); Nv: sample number ofvalidationset; SEP: standard error ofprediction.
84
2.4 DATA TREATMENT AND C N STOCKS CALCULATIONS
Bulk density was used to convert C and N concentrations (g kg-I) to mass per
soil area (Mg ha-I) within a certain soil depth. To correct for the compaction of the soil
that is often observed (Balbino et a1., 2002), the total C and N stocks in the soil were
estimated as the total C or N content of the sarne weight of soil as that present to 30 cm
depth in the adjacent native vegetation (mean ofthree profiles in the Cerrado) using the
procedure originally recommended by Vallis (1972) and also used by Sisti et a1. (2004)
and Bayer et a1. (2006b). The C and N stocks were calculated by subtracting the total C
and N content of the extra weight of soil in the deepest (20-30 cm) layer sampled of each
profile (Neill et a1., 1997). We used the equation expressed by Bayer et a1., (2006b) as:
n-l [ ( n n )][ Cn ]C=~Ci+ Mn- IMi-~MRi -1=\ 1=( 1=( Mn
(1)
where C is the total C stock (kg C m") in soil to a depth equivalent to the sarne mass of
soil as that in the reference, I;~(Ci is the sum of the C stock in the first to the
penultimate layer; Mn is the mass of soil in the deepest layer; I;=( is the sum of the
mass of soil in the first to the deepest layer; I;~(MRi is the sum of the mass of soil in
the first to the deepest layer of the reference soil; and Cn is the C stock in the deepest
layer. The sarne mathematical expression was used to calculate the total N stock.
3 RESULTS
3.1 C N SOIL CONCENTRATIONS
The resu1ts of Anova in Table 5, showed significant effect ofthe management
system and soil tillage on Db, C and N. However there was no significant effect of level
of fertilization on C and N, which only affected Db. N and D, varied also significantly
with soil depth (p < 0.05), although C do not present the sarne pattem (p = 0.07).
F P5.13 0.00647.45 0.00671.64 0.20152.77 0.0274
F P13.34 0.000111.63 0.00070.33 0.56832.18 0.0716
F P51.03 0.00017.21 0.007615.53 0.00014.99 0.0007
2114
dfManagement systemSoil tillageFertilizationSoil depth
Table 5. Results of Anova for principal effects of management system, soil tillage,fertilization and soil depth on bulk density (Ds), total soil organic carbon (C)and total nitrogen (N).
The mean and standard deviation values of Db, C, and N contents of the soils
under Cerrado vegetation and various soil management and tillage systems are shown in
Table 6. The variations of C and N contents with depth according to the soil rrlanagement
systems or the soil tillage systems were presented in Figure 1.
Bulk density ranged from 0.81 g cm" in the 0-2 cm layer in the Cerrado to
1.26 g cm? in the 2-5 cm layer in PR T (Table 6). The Cerrado presented the lowest
values at all soil depths. The highest values were observed in the rotation with a 4 year
old pasture of Panicum maximum with rninimum tillage (PR T). The values of D, were
generalIy higher in pastures, i.e. in the 4 years old pastures in rotation as well as in the 13
years old continuous pastures, than in the crops systems, even under no-tilIage. However,
the differences were mainly located in the Oto 10 cm levels,
86
Table 6. Soil bulk density (g cm"), total organic carbon (g kg-I) and nitrogen (g kg-I) intreatments for the different soil depths. Each value in the table represents themean and the standard deviation in brackets.
DepthCerrado Pasture PR T+ PRT CRT+ CRT c r' CT
(cm)0-2 Db 0.81 1.11 1.12 1.24 1.06 0.96 1.03 0.96
(0.04) (0.06) (0.09) (0.21) (0.04) (0.11 ) (0.06) (0.07)C 24.60 18.50 17.83 19.98 18.17 22.00 22.38 20.78
(3.34) (4.78) (3.56) (2.82) (3.25) (5.89) (4.96) (3.37)N 1.74 1.41 1.20 1.29 1.22 1.54 1.47 1.37
(0.22) (0.40) (0.23) (0.19) (0.16) (0.47) (0.32) (0.21)2-5 Db 0.92 1.15 1.18 1.26 1.09 1.05 1.07 1.14
(0.06) (0.08) (0.05) (0.04) (0.08) (0.09) (0.07) (0.08)C 25.01 20.37 19.03 21.86 17.75 20.53 23.89 22.29
(2.25) (5.34) (2.90) (2.75) (2.95) (3.05) (5.31) (5.83)N 1.77 1.47 1.30 1.48 1.26 1.35 1.57 1.55
(0.24) (0.40) (0.18) (0.38) (0.18) (0.24) (0.32) (0.56)5 - 10 Db 0.83 1.07 1.11 1.15 1.07 1.09 1.05 1.10
(0.06) (0.06) (0.05) (0.04) (0.07) (0.09) (0.06) (0.03)C 21.70 19.52 19.72 22.96 21.61 20.91 23'.46 23.50
(2.54) (5.38) (3.42) (4.70) (5.71) (2.58) (5.57) (6.44)N 1.53 1.36 1.35 1.61 1.54 1.47 1.50 1.66
(0.15) (0.44) (0.35) (0.52) (0.48) (0.32) (0.32) (0.61)10 - 20 Db 0.90 1.09 1.11 1.20 1.09 1.07 1.09 1.13
(0.05) (0.04) (0.02) (0.06) (0.05) (0.03) (0.04) (0.05)C 21.89 21.49 17.38 22.18 19.52 20.67 24.67 20.58
(3.57) (5.13) (3.50) (3.42) (4.20) (3.69) (3.87) (4.16)N 1.56 1.55 1.19 1.49 1.38 1.41 1.62 1.41
(0.30) (0.45) (0.31) (0.30) (0.42) (0.30) (0.42) (0.30)20 - 30 Db 0.89 1.06 1.08 1.22 1.10 1.03 1.07 1.12
(0.04) (0.03) (0.08) (0.10) (0.04) (0.13) (0.05) (0.05)C 23.99 17.32 17.05 21.37 17.84 21.04 22.67 21.45
(6.19) (4.11) (3.66) (3.55) (2.50) (3.99) (1.32) (3.85)N 1.76 1.14 1.18 1.41 1.22 1.41 1.55 1.39
(0.51) (0.33) (0.28) (0.35) (0.28) (0.29) (0.16) (0.27)
C content ranged from 24.6 g kg-I in the Cerrado vegetation to 17.83 g kg-I in
PR T+, in the 0-2 cm soil layer, without noticeable variation of the content with depth
(Table 6). Management systems caused significant C content decrease in both the upper
soil horizons (0-2 and 2-5 cm) and the lower horizon (20-30 cm) (Figure 1).
ns
ns**
ns
x **\
X **'"'"'"ns
\
\
\
\
\
\
\
87
A B
17 19 21 23 25 27 15 17 19 21 23 25 27
o *-. x ** [J<, \
Q~ X ** ns
"';.: _/-í-,
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I \\
o + x ** o **--*-- Cerr"'E} •• Past
I---~--- ~~ I-&-PR
- -o- - CR
-+- c
1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
6
12
15
18
21
15
O+-----'-------'---'------'--------'------J
1.0
24
9
3
6
9
27
15
12
18
30
21
24
.....oCI.l
I""'~" T+I----*-T-30
27 _.)(. - Cerr
•.. [1--- Past
-&-PR
-O- CR
--+---c
Figure 1. Distribution of carbon (C) and nitrogen (N) concentrations in the differentmanagement systems (A) and in function of the tillage (B). **- significant atp<O.OS probabiIity leveI; ns - non-significant.
88
ln the 0-2 cm horizon, these corresponded to a decrease of 14.8 % between
the original Cerrado and long term pasture. Despite the C content was systematically
higher in the non-tillage systems to the conventional one, there were not a significant
difference between them, apart in the 20-30 cm horizon.
The N results showed the sarne partem that the ones of the C (Figure 1) and
ranged from 1.74 g kg" in the Cerrado to 1.20 g kg'! in PR T+ in the upper soil horizon
(Table 6). The values of N were also significantly affected by the soil management
systems in the surface layers (0-5 cm) and in the lower horizon (20-30 cm) (Figure 1). N
was generally lower in continuous pasture and rotation systems. As for the C, no-tillage
system increase N in all depths, but this difference was not significant.
3.2 C N STOCKS
Total carbon stock was calculated by adding the amount of carbon found in
the O - 30 cm layer, according to Eq. (1). Carbon storage to 30cm depth was equal to
60.87 Mg ha" in the native vegetation (Cerr) and ranged from 47.74 Mg ha" in the 4 year
old pasture of Panicum maximum in rotation (PR Tl to 62.96 Mg ha" in continuous crop
with conventional tillage (C Tl. The comparison made between the management systems
(Figure 2) showed a decrease in the C stocks of the continuous pasture and the rotation
systems in relation with the native vegetation. Although the differences were not
significant.
The decrease in C stocks for the 0-30 cm layer was approximately 8.0 and
7.5 Mg ha", or 13 and 12.5 %, for continuous pasture and crop-pastures systems in
rotation (CR and PR), respectively. Continuous crop system presented unexpectedly
higher values than the others systems. The decline in the continuous crop system relative
to the native vegetation was relatively low (2 % approximately) and this difference was
not significant. The means for soil tillage systems were 56.03 and 53.30 Mg ha" for no
tillage and conventional tillage, respectively, although this difference was not significant.
N stocks were significantly higher in the Cerrado and ranged from 4.01 Mg
ha" in continuous crop (C) to 3.6 Mg ha" in crop-pasture rotation, although this
difference was not significant. For soil tillage effect, the N stocks ranged from 3.62 Mg
89
ha" in conventional tillage to 3.81 Mg ha" in no-tillage. Despite the fact of the result of
the F test of Anova shown effect of tillage type on C and N, the results of means
comparison using Tukey' s test do not showed significant differences between soil tillage
type.
Figure 2. Carbon (A) and nitrogen (B) stocks under continuous and crdp-livestockrotation systems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soilmass of Cerrado. Columns with the sarne letter did not differ at 0.05probability leveI.
4 DISCUSSION
4.1 NIRS APPROACH
Traditionally, the quantification of carbon stocks in soi1s was determined
through humid or dry oxidation methods (Nelson and Sommers, 1982; EMBRAPA,
1997; Watson et al., 2000; La1 et al., 2001). More recent1y, spectroscopy methods have
been used.
C1assically standard va1ues of ana1ytica1 soi1 C determination were made
using chemica1 ana1ysis. Contrasting these methods are spectroscopic techniques such as'.
NMR (Nuclear magnetic resonance), DRIFTS (Diffuse reflectance Fourier-transform
mid-infrared spectroscopy) and NIRS (Near infrared reflectance spectroscopy), which,
once ca1ibrations are deve1oped, can simu1taneous1y determine any number of ana1yses
from a sing1e spectrum (Reeves et al., 1999).
Spectroscopy techniques have been adapted to eva1uate the properties of soils
(Ben-Dor and Banin, 1995; Reeves, et al., 1999; Chang et al., 2001; Dunn et al., 2002;
McCarty et al., 2002; Demattê et al., 2004; Hedde et al., 2005; Viscarra Rosse1 et al.,
2006) and have proved to be promising in the study of most chemical properties of soi1s
(Janik et al., 1998), especially in the study of the components of organic matter. Some
resu1ts showed that this technique is ab1e to revea1 the effects of 1and-use on the soil
organic matter (Madari et al., 2005; Ve1asquez et al., 2005). The potentia1 ofthe NIRS in
the ana1ysis of C and N contents has been demonstrated in a number of studies (Ben-Dor
and Banin, 1995; Couillard et al., 1997; Shepherd and Wa1sh, 2002).
Partia1 1east squares (PLS) is a mu1tivariate ca1ibration method used for
quantitative spectra1 ana1ysis to reduce a set of spectroscopic calibration data into a set of
loadings, taking into account the spectra1 variance and the predetermined va1ue of C
content of each of the samp1es in ca1ibration data set (Janik et al., 1998). To predict the
va1ue of a new samp1e, its spectrum is fitted with the sarne loadings as the ca1ibrationset,
•
91
and the praperties are predicted from the regression coefficients of the PLS model
(Leifeld, 2006).
The prediction of C and N was perforrned comparing the determination by
dry combustion of the 0.2 mm ground samples with the NIRS analysis of the 2 mm
sieved samples. The prediction was considered satisfactory with a mean SPD of 2.9 for
both C and N, in spite of the validation r2 value being slightly low (i.e. 0.69 and 0.58 for
C and N, respectively). Nevertheless, the validation f value observed for C was in the
range of those reported in other studies (0.66-0.87) (Chang et aI., 200I; Shepherd and
Walsh, 2002; Sorensen and Dalsgaard, 2005). According to Barthes et aI. (2006) the
relatively low validation f could be partly related to the absence of grinding, which may
increase the validation f to 0.04 - 0.05. However, a systematic grinding of the samples
was too time-consuming, and thus considered inapplicable for a large set of samples.
4.2 C N STOCKS CALCULATION
ln most of the studies, the C and N stocks were calculated without correction
for bulk density effect on the soillayers (Freitas et al., 2000; Freixo et aI., 2002; D'andréa
et al., 2004; Silva et al., 2004; Lettens et al., 2005; Mikhailova and Post, 2005; Al-Kaisi
et al., 2005; Bayer et aI., 2006a). ln this conditions, the magnitude ofthe C and N stocks
up to 20 cm found in this study (ranging within 40-50 and 2.7-3.3 Mg ha-1, respectively)
was similar to those reported from others studies on the soils of the Cerrado region, apart
the ones of Corbeels et aI. (2006) that are slightly higher (Table 7). Our results showed a
positive effect of management system and soil tillage on C stock. Despite, some
conflicting results, most of the published data also show C accumulation under pasture
and crop under minimum tillage in relation to the cerrado.
However, with the procedure originalIy recommended by ValIis (1972) and
used by Sisti et aI. (2004); Bayer et al. (2006b) and also used in this study, the weight of
the soil is corrected, in order to use the sarne weight of soil in alI systems, i.e. the weight
of the 0-20 cm layer of the Cerrado soil. The soil management had a major effect on Db
(Table 6), leading to an increase up to 33-53 % in the cultivated land (PR r) in
comparison to the native one. Compaction after land use has been observed in various
92
Oxiso1s of the Cerrado region, both under pastures (Ba1bino et al., 2004; Leão et al.,
2004) and crop systems (Tormena et al., 1999). Balbino et al. (2002) interpreted the
increase in Db in oxisols as a decrease in microaggregate development, when the native
vegetation is cleared for pasture. The modification of the method of ca1culation had
considerable effects on the results, as shown in Figure 3 for C stocks. Without correction,
there is an increase of the C stock for all the management systems (only significant for
the continuous crop). With correction, there is a not significant decrease ofthe C stock in
cultivated lands to the native Cerrado.
Likewise, the C analysis method presents an effect on stocks results. ln the
literature data showed in tab1e 7, we observed that the C stocks values in the Cerrado
soils measured by dry combustion present higher values than those measured by wet
oxidation (45.6 and 36.0 Mg ha" for dry and wet oxidation, respectively). Part of thisi
difference cou1d be related to the black-carbon, which is bumt during dry combustion, but
not oxidized by the wet oxidation. Brossard et al. (1997) estimates that the black-carbon
content in the Oxiso1s ranged from 3 to 5 kg C m-2 up to 2 m depth.
A C stocks (Mg ha") B
CerrI
PastCRPR
a
c
60
50
40
30
20
10
OCRPastPR
a
c
a
Cerr
80
70
60
50
40
30
20
10
0+'-'-~"""""--'-'--"--'--'-'"'-L-,-J-'-""=-"-'-,--I-"="""'-,.--lC-'-
Figure 3. Carbon stocks comparison under continuous and crop-livestock rotationsystems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soil mass ofCerrado (A) and on1y with bulk density (B). Co1umns with the sarne letterdid not differ at 0.05 probability leveI.
93
4.3 EFFECT OF DIFFERENT LAND USE SYSTEMS ON C AND N
CONCENTRATIONS AND STOCKS
The C and N contents in the various profiles varied according to the soil
management and use systems (Figure I). ln the initial layers (0-5 cm), the Cerrado and
the continuous crop presented higher C contents, in comparison with the resto Regarding
N content, only the Cerrado stood out. For tillage effect, we showed that the
concentration of C and N was higher for all profiles studied under the continuous crop
system. However, the F test applied on the means did not detect significant differences
between the two systems. These result were probably due to the high variability in C and
N (shown by the SD of the mean), which is related to the high variation in the edaphic
and experimental conditions of the study field.
Even the pastures, continued or in rotation with annual crops, and the
continuous crop, even under no-tillage did not promote the accumulation of carbon in
relation to the Cerrado. These results conflict with most results observed for the Brazilian
Savannahs (Table 7). Furthermore, most studies have shown an increase in C stocks
under crop systems in relation to the Cerrado. Corazza et al, (1999), in a study of
different management and use systems in a Latossolo Vermelho obtained, for the 0-20 cm
layer, approximate values between 36 and 47 Mg ha-I . The most ofmanagement systems
studied presented stocks results higher than those for the Cerrado. Under the sarne
conditions, Silva et aI., (2004), evaluating six types of pasture grasses, with or without
legumes, observed that, except for the single Brachiaria decumbens pasture, the C stock
was 28 % higher in relation to the Cerrado. They found that the accumulation of C only
occurred under fertilized pastures. However, our results showed that under the crop
pasture rotation systems fertilizing did not promote an increment in soil C. ln this study,
simulating livestock farming conditions in the Brazilian Cerrado, the N input ~n pastures
was remarkably low. The data in the literature suggest that well-managed, cultivated
pastures may provide enough C input to maintain o even increase native C contents. On
the other hand, C input from degraded, low-productive pastures may be too low to sustain
the high soil C storage under native Cerrado.
I ~
94
Traditionally, conventional tillage is considered to be one of the most
degradative systems of land use in the Cerrado region, which often leads to a reduction of
C stocks in soiI. Our results showed different patterns, which the Cerrado and continuous
crop with conventional tillage present similar stocks. ln the Cerrado Oxisols most of the
organic C is concentrated in the clay and silt fractions (Freitas et al., 2000; Zinn et al.,
2005b). These characteristics can interfere in the C dynamics and reduce losses even
under conventional tillage.
Minimal differences in C stocks between tilled and native Cerrado soils have
been reported by various authors (Corazza et al., 1999; Freitas et al., 2000; Roscoe and
Buunnan, 2003). Freitas et al. (2000) have suggested that the lack of differences between
tilled and native soils is due to the C input by crops while Roscoe and Buurrnan (2003)
pointed to the high protective capacity of those Oxisols in reducing the organic matter
decomposition even when subjected to conventional tillage. Silva et al. (1994) reported
losses of 41- 80 % of the original Cerrado C stocks after five years of conventional
tillage. Different from these results, in our study, the accumulative effect of no-tillage
during 10 years after the conversion of conventional to no-tillage in continuous crop
system and 13 years effect of conventional tillage in continuous crop did not promote
significative changes of C stocks.
The higher C and N stocks under T than under T+ to a depth of 30 cm are of
similar magnitude to those reported in other studies conducted in Brazil and North
America (Lal, 1997; Dick et al., 1998; Paustian et al., 2002; Sisti et al., 2004). Moreover,
in the rotation systems with soybean, the Nj-fixing green-manure crop was included and
the entire crop was left as residues for the subsequent pasture. It therefore seems
reasonable to conclude that the N input was the key to the observed SOM accumulation
or conservation under T. However, in other studies of the Cerrado region, Centurion et'.
al. (1985) and Corazza et al. (1999) showed that while in the surface layers ofthe soil (0-
20 and 0-30 cm, for the two studies, respectively) under soybean, significant1y greater
accumulation of SOM occurred under T than T+, but this trend was reversed at greater.
•
Table 7. Carbon and nitrogen stocks at 0-20 cm depth (Mg ha") for soil management systems and soil tillage type in different soilland use systems of Cerrado region.
Management system Soil tillageSite Cerrado Crop Crop/pasture Pasture/crop Pastures T+ T- References
C stock (Mg ha")Planaltina DF 39.5 49.5 43.3 46.9 45 44.3 48.2 This study'!'Planaltina DF 39.5 40 35.5 35.5 35.5 35.7 37.8 This study(2)
Planaltina DF 39.7 42.1 36.9 47.3 Corazza et aI. (1999)Goiânia GOSenador Canedo GO 51.2 48.6 41.1 48.6 49.6 Freitas et aI. (2000)Planaltina DF 46 54 Chapuis-Lardy et aI. (2002)Plantaltina DF 31.1 30.8 Silva et aI. (2004)Planaltina DF 37 47.5 Oliveira et aI. (2004)Morrinhos GO 37.8 40.6 35.8 40.2 D'andréa et aI. (2004)Luziânia GOCosta Rica MS 35.4 38.6 41 Bayer et aI. (2006)Rio Verde GO 68.1 47.3 54.9 47.3 Corbeels et aI. (2006)
N stock (Mg ha')Planaltina DF 2.7 3.3 3 3.1 3.2 3 3 This study(l)
Planaltina DF 2.7 2.6 2.4 2.4 2.5 2.4 2.6 This study'"
Goiânia GO 3 3 3 2.8 3 3 Freitas et aI. (2000)Senador Canedo GO .Morrinhos GO 4.9 4 4.2 4.5 D'andréa et aI. (2004)Rio Verde GO 3.3 2.8 2.4 2.8 Corbeels et aI. (2006)
(1)talculatedcorisidering bulk density at each soil depth.o" o"
(2)Corrected by relative soil mass ofCerrado at 0-20 cm depth.
\OVI
I •
96
Four-year old Panicum maximum pastures under rotation systems caused
significant C losses in the 0-2 cm depth, 27.5 % of the antecedent C concentration.
Changes at 0-2 cm C under intensive tillage system (C Tl were much lower than for
pasture rotation systems (PR), reducing to approximately 9 % when compared with
original conditions in the native vegetation. At the 0-2 cm layer, all the crop-pasture
systems presented the sarne pattem as in the continuous pastures of Brachiaria
decumbens, except for the CR T, l-year old Brachiaria brizantha, after 3 years of
soybean crops under a no-tillage system.
At the 2-5 cm layer, we observe the sarne partem as in the 0-2, which the C
and N was remarkably high in the Cerrado than in others systems. At 5-10 cm and 10-20
cm layer we observe that the results differ considerably than in the surface layers. At 5-10
cm C ranged from 23.5 g kg" in the C T system (4 years old of soybean at no-tillage) to
19.52 g kg" in 13 years old continuous pasture of Brachiaria decumbens. At 10-20 cm
layer the results were not much variable and not showed a clear partem as in the 5-10 cm.
The values of C and N were higher in continuous crop systems in conventional tillage (C
T+) than in the Cerrado and others systems. At 20-30 cm layer the results present the
sarne partem as in the surface layers, although the variation represented by the standard
deviation is higher for C and N contents.
Figure 1 show the description of C and N at the soil profile studied (0-30 cm)
for soil management systems and soil tillage effects. ln general, C and N were higher in
the Cerrado than at the surface (0-5 cm) and also in the ultimate layer studied (20-30 cm).
For C, in the intermediate layers, the values of the continuous crop system (C) were
higher than others; although the F test applied showed that this difference was not
significative. For N, at the 0-20 cm layer, the results showed the sarne partem, and at 20
30 cm, in general, the Cerrado and C system present higher values of C and N than others
systems.
ln figure 2 it may be observed that stocks under the C T; C T+; CR T; and
PR T systems and the Brachiaria decumbens continuous pasture did not differ from the
Cerrado, indicating that for the 0-30 cm layer, under the continuous crop system (C), both
for T- and T+, and under CR T system the original soil carbon stocks did not change. On
the other hand, the r rotation systems were the ones presenting the higher carbon losses,
97
demonstrating that under crop/pasture rotation, no tillage may be a decisive factor in
avoiding C stock losses. These results according those obtained by Bayer et al. (2006),
which no tillage promoted the accumulation of carbon in the surface layers (0-20 cm).
ln Table 7, a comparison was made of the effects of the soil tillage and
management on the carbon stocks. As in the results presented in Figure 2, it was observed
that the stocks were similar to those in the Cerrado and under the continuous crop system
C, these two systems being higher than the rest. Even, a comparison between types of soil
preparation revealed that, in spite of being higher, the C stock under no tillage was
significantly similar to conventional tillage. Zinn et al. (200Sa), in a study of carbon
stocks in different Brazilian ecoregions, observed that the existing data are insufficient
and conflicting. Further research needs to be conducted on soil carbon stocks so that more
data may be collected on organic carbon contents and bulk densities.
5 CONCLUSIONS
1. Soil management use and tillage systems had a significant influence on soil
C and N contents and stocks, although no effect was observed for fertilization regimes.
2. Integrated crop-livestock systems did not differ from continuous systems inI
relation of C and N stocks; however, an accumulation trend of these elements was
observed in surface layers under continuous crop systems.
3. NIRS proved to be a useful tool for C and N quantification, facilitating
research and monitoring of carbon accumulation in soil.
I •
6 ACKNOWLEDGEMENTS
This study is part of the research projects "Alternativas de associação de culturas anuais
e pastagens, visando sistemas integrados lavoura-pecuária na região do Cerrado" and
0,
"Cartografia de paisagens do Bioma Cerrado e funcionamento de solos representativos"
funded by EMBRAPA Cerrados and EMBRAPA Arroz e Feijão, Brazil, and by the
Institute ofResearch for Developrnent (IRD), France, under the approval ofthe Brazilian
Cooperation Agency (ABC). We thank IRD for PhD scholarship concession for the first
author.
7 REFERENCES
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CAPÍTULO III
COMUNIDADES DA MACROFAUNA EDÁFICA SOB SISTEMAS DE
INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA EM UM LATOSSOLO DO CERRADO
RESUMO
A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada
na agropecuária Brasileira do Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto
sobre as principais comunidades da macrofauna do solo ainda é limitado. Objetivou-se
estimar o efeito benéfico destes sistemas, envolvendo tipos de preparo e fertilização, sobre
a abundância e diversidade da macrofauna do solo. Os sistemas estudados foram: pastagem
contínua; lavoura contínua; rotação lavoura-pastagem; e rotação pastagem-lavoura. O
Cerrado nativo foi utilizado como testemunha. Nos sistemas lavoura contínua e rotação
existem ainda dois tipos de preparo do solo (convencional e plantio direto) e de fertilização
(manutenção e corretiva). A análise de componentes principais revelou efeito significativo
do sistema de uso e preparo do solo sobre a densidade e diversidade dos principais grupos
da macrofauna. Os sistemas lavoura contínua e em rotação, especialmente sob plantio
direto apresentaram uma maior densidade e diversidade em relação aos demais sistemas e
ao Cerrado. Observou-se que sistemas de integração, baseados no plantio direto e na
rotação com pastagens e leguminosas são mais sustentáveis por apresentarem melhores
condições biológicas, com maior densidade e biodiversidade da macrofauna, favorecendo a.,
colonização por alguns grupos, principalmente os Oligochaeta e Coleoptera, que exercem
papel fundamental no funcionamento do solo. Parâmetros como a densidade e a riqueza de
morphoespecies são bons indicadores da qualidade do solo e podem ser utilizados na
comparação de sistemas de uso do solo, além de serem indicadores do funcionamento do
solo em agroecossistemas.
Palavras-chave: macrofauna edáfica, plantio direto, rotação de culturas, biodiversidade.
SOIL MACROFAUNA COMMUNITIES UNDER CROP-LlVESTOCK ROTATIONSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL, BRAZIL
ABSTRACT
Crop-livestock rotation systems have been increasingly recommended as an
altemative agriculture system in the Cerrado. However, knowledge on the indicators used
to evaluate their impact is still limited. Therefore the present study was undertaken to
evaluate the effects of crop-pasture systems including tillage and two fertilization regimes
on the abundance and diversity of soil macrofauna, compared to continuous crops or
pasture. The soil management systems studied was: continuous pasture; continuous crop;
crop/pasture rotation; and pasture/crop rotation. The rotations systems changed every four
years. ln rotation and continuous crop systems there were two soil tillage (conventional and
no-tillage) and fertilizer (maintenance and corrective fertility) treatments were applied. The
native Cerrado was used as a controI. The principal component analysis showed significant
effect of land use and soil tillage on density and diversity of most macrofauna groups.
Density and diversity was higher in rotation systems especially with no-tillage. Integrated
crop-pasture systems based on no-tillage have more favorable soil conditions for the
development of soil macrofauna communities, especially Oligochaeta and Coleoptera and
represent systems that are useful to conserve soil biodiversity, compared with continuous
systems. Parameters such as soil fauna density and morphoespecies richness represent
efficient tools to measure the impact of different forros of land use that can be used as
indicators of soil functioning in agroecosystems.
Keywords: Soil invertebrates; no-tillage; biodiversity; crop-rotation;
1 INTRODUCTION
Soil invertebrates play major roles in soil function by recycling organic matter,
building biogenic structures, and regulating the activities of micro-organisms and other
smaller invertebrates included in their functional domains (Lavelle, 1997; Lavelle et al.,
2006).
Soil fauna community composition and population density varies according to
climate, soil, vegetation and cultivation systems adopted (Lavelle et al., 1993; Baretta et al.,
2006). Although soils have an inherent quality as related to their physical, chemical, and
biological properties, land management is the ultimate determinant of soil quality and
health (Doran, 2002). Experiments show that soil function can be profoundly modified
when disturbance affects the activities of invertebrates (Blanchart et al., 1997; Barros et al.,
2001). ln general, invertebrate communities seem to be best conserved when the derived
system has a structure similar to that of the original system, such as pastures planted in
savanna areas and tree-based systems in forest areas (Decaens et al. 1994; Fragoso et al."
1997; Barros 1999; Decaens and Jimenez, 2002; Decaens et al. 2004). However, an
increase in the intensity of agricultural practices and the establishment of continuous
pastures or annual crops cause important changes in the community structure, abundance
and biomass of soil macrofauna (Lavelle and Pashanasi, 1989; Fragoso et al., 1997).
Land use changes that favor biological activities by promoting enhanced soil
organic carbon (SOC) inputs have great potential for diminishing degradation of crops and
pastures (Lavelle et al., 2001; Barros et al., 2002). The adoption of recommended
management practices (RMPs), such as minimum tillage or crop-pasture rotation, instead of
conventional tillage and monocultures, has a positive impact on SOC sequestration (Lal,
2004) and is highly beneficial to soil macrofauna populations (Brown et al., 2003; Baretta
et al., 2006) and soil function.
The Cerrado, the Brazilian savannahs, is the second largest biome in Brazil
after Amazonia, occupying 24% of the nation's land mass. It is also one of the most
110
important hotspots of biodiversity in the world (K1ink and Machado, 2005). The region
occupies 204 million hectares and the native and cultivated pasture surface was estimated at
117 106 hectares. Of this total, Sano et al. (2000), estimated that 49.5 106 hectares were
covered with cultivated pastures, 13,4 106 with annual crops, 2 106 with perennia1 crops,
and 70 106 were unexploited areas.0,
Current1y, the rate of conversion of native vegetation into pastures or crops
ranges from 22,000 to 30,000 knr'/year in the Cerrado region. This transformation has
come at a high environrnenta1 cost - fragmentation, loss ofbiodiversity, invasion offoreign
species, soil erosion, water pollution and 1and degradation (Brandon et al., 2005). The
increasing specia1ization in 1anduse, with a large separation between food crop production
and animal production, has resu1ted in majos soil losses to erosion, compromising
sustainab1e production. Estimates show that 50 to 80% of pasture soils present various
leveIs of degradation, resu1ting in low productivity (Vieira and Kiche1, 1995; Barcellos,
1996). On the other hand, intensive agriculture associated with conventiona1 tillage may
a1so have an adverse impact on environrnenta1 quality due to SOM loss through soi1
mineralization and erosion (La1, 1997). This condition is main1y caused by degradation of
the physical properties and the inherent 10wchemical ferti1ity ofthese soils.
RMPs have been used in Brazi1 since the early 1970's. No-tillage agriculture
covers more than 20 million ha ofthe nation's cu1tivated area (> 5 million ha in'the Cerrado
region) (Febrapdp, 2002). Crop/pasture rotation systems, that seem to be the best for
conserving diversity and sustaining high levels of abundance of the macrofauna (Silva et
al., 2006), are strong1ypromoted by agronomic research (Kluthcouski et al., 2003), but are
still scarcely used by farmers due to the comp1exity of the management systems.
ln Brazilian agroecosystems, most of the studies on the role of macrofauna on
soil functioning has been conducted in Amazonia (Barros et al., 2001; Barros et al., 2002;
Barros et al., 2003; Scheffler, 2005; Mathieu et al., 2005). Only a few studies (Dias et al.,
1997; Benito et al., 2004; Silva et aI., 2006) have been made in the Cerrado and, therefore,
there is a lack of information from this region. We hypothesized that the adoption of RMPs,
mainly crop-pasture rotation, would have a favorable effect on the development of an
abundant and diverse soil and litter fauna, which in tum may assist in restoring soil fertility
and site productivity. ln this regard, the objectives of this study were to: (i) estimate the
111
beneficial effects on the abundance and diversity of the macrofauna of integrated crop
pasture systems compared with continuous crops or pasture; (ii) evaluate the impact of
tillage (no-tillage versus conventional tillage); and (iii) examine the responses to two
fertilization levels.
2 MATERIALANDMETHOnS
2.1 STUDY SITE
The site studied is located at the "Embrapa Cerrados" Agricultural Research
Center (150 35' S and 470 42' W), at 1200 m altitude, on a plateau in the center of the
Cerrado region, near P1analtina (DF), Brazil. Mean annua1 temperature is 26 °C, and the
average annual rainfall is about 1500 mm, with more than 80% of the rainfall occurring
between November and April. The soil is an Orthic Ferralsol (IUSS, 2006), Typic Acrustox
(Soil Survey Staff, 1998) or clayey Latossolo Vermelho according to the Brazilian
classification (EMBRAPA, 1999).
2.2 EXPERIMENT DESIGN
ln 1991, the native Cerrado vegetation was removed and dolomitic lime was
app1ied before the establishment ofthe field experiment.
Four different soil management systems, arranged in split plot design, based on
a crop-pasture rotation system were studied (Table I): (I) P - Continuous pasture; (2) C
Continuous crop; (3) CR - crop/pasture rotation; (4) PR - pasture/crop rotation. The native
Brazilian savannah (typical Cerrado) was used as a control (Cerr). ln the field, the CR and
PR rotations changed every four years beginning in 1991. Samples were taken at the end of
a 4 year rotation cycle, in May 2004. At sampling, soybean (Glycine max (L.) Merr.) were
present in the crop fields (C and CR systems) and Panicum maximum and Bracharia
decumbens was the forage species in the PR and P systems respectively. ln the C, CR and
PR systems, there were also two types of soil tillage during the cropping phase (T+ =Conventiona1 and T =No-tillage system) and two levels of soil ferti1ity, (FI = maintenance
fertility and F2 = corrective fertility). For the crops, maintenance fertility corresponded to
the ferti1ization ca1culated from the expected grain yield and nutrient export; corrective
113
fertility was determined in order to gradually increase the level of phosphorus in the soil.
For pastures, maintenance fertility meant no fertilizer was applied; corrective fertility
corresponded to 10 kg ha" P + 40 kg ha" K + 60 kg ha-l N per year, except for the year
after the rotation from crop to pasture, when no fertilizer applications were made (residualI
fertilizer is used by the pasture). Lime was applied at the rate of 3.4 Mg ha" and 5.8 Mg ha'
1 for FI and F2 treatments, respectively, at the beginning of the experiment. The
dimensions of each plot were 40 x 50 m. The pastures sites are grazed and the rotation
system was used, with 14 days of occupation and grazing periods. The forage availability
(8-10 kg of forage per 100 kg of animal weigh) was constant and adjusted each 28 days.
Table 1. SoiI management systems used in the field experiment at PIanaItina, DF.
Management system Soil tillage LeveI of fertiIity Cover crop/years-oId at sampIing1- Cerrado
AbreviationCerr
2- Continuous Pasture
3- Pasture/crop rotation
4- Crop/pasture rotation
5- Continuous Crop
No-tillage
ConventionaI tillage
No-tillage
ConventionaI tillage
No-tillage
Conventional tillage
Corrective B. decumbens 13-year oId PastMaintenance P. maximum 4-year oId PR T FICorrective P. maximum 4-year oId PR T F2
Maintenance P. maximum 4-year oId PR T+ FICorrective P. maximum 4-year oId PR T+ F2
Maintenance Soybean (4 years) + B. brizantha I CR T FICorrective Soybean (4 years) + B. brizantha CR T F2
Maintenance Soybean CR T+ FICorrective Soybean CR T+ F2
Maintenance Soybean C T FICorrective Soybean C T F2
Maintenance Soybean C T+ FICorrective Soybean C T+ F2
1- ln the crop/pasture rotation with no-tillage (CR T), the introduction of the forage species for conversion into pasture occurs at thesarne time that crop sowing takes place. Seeds of Brachiaria brizantha were mixed with the soybean fertilizer before sowing. Thissystem is called "Sistema Santa-Fé" by Embrapa researchers.
....
....-~
115
2.3 SOIL MACROFAUNA SAMPLING AND STATISTICAL ANALYSIS
Macrofauna was sampled using the standard TSBF methodology (LavelIe,
1988). At each plot, three soil samples (25 cm x25 cm x30 cm) monoliths, separated into
three layers (0-10, 10-20 and 20-30 cm) were taken at regular transects. Litter macrofauna
were also colIected. Earthworms were preserved in 4% formaldehyde due the remaining.
Macroinvertebrates (> 2 mm) were hand-sorted in the field and preserved in 75% alcohoI.
AlI individuals were later counted and identified at the morphoespecies levels
(morphologicalIy identical groups of individuals; Oliver and Beattie, 1995). Total density
and diversity at morphoespecie levels was determined for each plot. Subsequently, the
mean and standard error of the density in each group was calculated for each
treatment/system. Due to their different role in soil functioning, the Coleoptera (beetles
larvae and adults) group was subdivided into larvae and adults. The other groups found
were Isoptera (termites), Hymenoptera (ants), Oligochaeta (earthworms), Diplopoda
(millipedes), Chilopoda (centipedes), Diptera (fly larvae), Hemiptera (bugs), Lepidoptera
(moth larvae), Arachnida (spiders), Blatodea (cockroaches), Gasteropoda (snails) and
Orthoptera (crickets).
Data normality was previously verified by a Kolmogorov-Smirnov test
perforrned with the "SAS package", and the test results for each group did not show normal
distributions in all cases. A principal component analysis (PCA) was thus performed using
the ADE-4 software (Thioulouse et al., 1997) on a matrix composed of 14 lines (sampled
systems) and 8 or 10 columns (for morphoespecies richness and density attributes of
macrofauna communities, respectively). Data was not transformed. The analysis was done
using density and morphoespecies richness data of the different groups that were sampled
in the fourteen treatments in the field. Permutation tests alIowed testing for the significance
of differences between types of management system, soil tillage and level of fertility. For
the PCA analysis, the data were grouped as folIows: i) Coleoptera adults; ii) Coleoptera
larvae; iii) Isoptera; iv) Hymenoptera; v) Oligochaeta; vi) Diptera larvae; vii) Herniptera,
Lepidoptera, Arachnida, Blatodea, Gasteropoda and Orthoptera combined as "other"
invertebrates; viii) Diplopoda and Chilopoda, grouped as Myriapoda due to low biomass
and abundance.
116
Diversity was described by means of morphoespecies richness and the Shannon
index (computed on the Napierian logarithm) and its associated evenness index
(Southwood and Henderson, 2000).
•
3 RESULTS
3.1 MACROFAUNA DENSITY
Total soil faunal density was highest in the Cerrado (Savannah) vegetation
(4796 ind m-2) and lowest in the continuous crop system (501 ind m-2
) (Table 2). However,
a large part of the total number of individuals (90%) was due to termites (Isoptera), whose
values were extremely variable (O to 4.340 ind m-2) . Total density decreased according to
the intensification of land use, being especially low in continuous soil management system.
Crop-pasture rotation systems and pastures presented an intennediate condition in this
gradient. Moreover, the crop areas in no-tillage systems had higher macrofaunal density
when compared with conventional tillage.
The PCA analysis of macrofauna density showed that the first two factorsI
explained 47.2 % of the total variance; FI (27.0 %) and F2 (20.2 %) (Figure la). Factor 1
distinguished communities with a dominance of soil litter fauna represented by adult
Coleoptera, Myriapoda, Arachnidae, Hemiptera and Blatodea (and other litter-dwelling
invertebrates of the group called "others") from those with a moderate density of these
groups (Figure la). Factor 2 separated the systems characterized by Coleoptera larvae,
Oligochaeta, Diptera larvae and Hymenoptera from those with greater abundance of
Isoptera.
The pennutation tests of the discriminant analysis showed a significant effect
(p<O.O I) of soil management systems on macrofauna communities described by the
abundance ofthe different orders (Fig lb). Factor I separates the soybean continuous crop
system (C) and the crop-pasture rotation (CR) from the Cerrado (Cerr), the continuous
pasture (P) and the pasture/crop rotation system (PR). Likewise, factor 2 distinguishes sites
with a high disturbance condition from others, and also separates the pastures and pasture
rotation with crops (PR CR and Past) systems from the continuous crop system (C) and
Cerrado.
,#
Table 2. Density (individuaIs per m-2) and number of morphospecies (morphospecies richness) of soiI macroinvertebrates in crop-pasture
systems and Cerrado vegetation in a FerraIsoI near PIanaItina, Brazil. Each vaIue in the tabIe is the average number of animaIs (±standard error of mean) and number morphospecies.
CoIeoA ColeoL Hym Isop Oligo Dipl0 Chil0 Dipt Hemip Lepido Aracni Blat Gaster Orthop Total
Cerr 16(4) 80(5) 248(9) 4340(82) 24(5) 8(3) 44(6) 8(4) O O 20(5) O O 4(3) 47924 10 21 1 2 2 2 3 O O 5 O O 1 51
Past 37(5) 464(22) 395(22) 544(30) 149(14) 21(3) O 11(3) 21(3) 5(3) O 5(3) O O 16535 7 11 2 3 2 O 2 4 1 O 1 O O 38
PR T+F2 40(3) 392(15) 8(3) 72(10) 16(0) 32(7) 8(3) 8(3) 24(3) 8(3) 8(3) O O O 6161 9 1 1 2 1 1 1 3 1 1 O O O 22
PR T+FI 27(3) 336(15) 112(7) 757(36) 123(9) 21(5) 11(4) 21(6) 11(3) O 5(3) O O O 14244 10 8 NS 1 1 2 3 2 O 1 O O O 32
PRTF2 16(0) 808(16) 48(7) O 40(8) 8(3) O 40(3) 32(7) O O O O O 9921 8 3 O 1 1 O 3 4 O O O O O 21
PRTFl 48(0) 680(10) 152(11) 216(10) 448(25) 24(6) O 24(3) O O 8(3) O 8(3) O 16084 11 5 NS 2 2 O 2 O O 1 O 1 O 28
CR T+F2 120(6) 248(3) 16(0) 592(29) 136(13) 8(3) O 24(6) O O O O O O 114410 8 2 NS 3 1 O 2 O O O O O O 26
CR T+Fl 144(8) 256(11) 320(18) 144(13) 72(10) 16(5) O O 32(5) 24(6) O O O 8(3) 10169 9 8 NS 1 1 O O 2 3 O O O 1 34
CRTF2 213(7) 411(18) 1237(32) 1109(35) 277(21) 101(1O) 5(3) 43(6) 27(4) 5(3) 5(3) 11(3) 11(4) O 345613 13 9 NS 1 3 1 4 3 1 1 2 1 O 52
CRTFl 251(14) 256(12) 37(3) 2309(59) 128(13) 91(8) 11(3) 11(4) 5(3) 11(4) 5(3) 5(3) 21(3) O 314112 13 5 NS 3 4 2 2 1 2 1 1 2 O 48
CT+F2 149(6) 149(13) 32(7) 107(14) 27(6) 5(3) O 11(3) 5(3) 5(3) O O O 11(4) 50118 9 4 NS 3 1 O 2 1 1 O O O 1 40
CT+ FI 120(8) 64(5) 624(11) 488(13) O O O O 24(6) 16(5) O O O O 1336
7 6 7 1 O O O O 3 2 O O O O 26
CTF2 117(9) 171(10) 123(11) . 203(11) 21(5) 112(8) O 11(3) 21(4) 5(3) 21(6) 5(3) 16(4) O 827
10 lL 9 NS 1 2 O 2 o" 4 1 4 1 1 O 46
CTFl 240(10) 600(3) 352(21) 304(20) 104(10) 40(3) O O 16 O 8(3) O 8(3) O 1672
12 11 5 1 1 1 O O 2 O 1 O 1 O 35NS iodicates the preseoce of imago in the sites where termite soldiers was not collected. Morphospecies levei ideotificatioo was based 00 soldier morphology. ColeoA-Coleoptera adult;ColeoL - Coleoptera larvae; Hym- Hymeooptera; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta; Diplo - Diplopoda; Chilo- Chilopoda; Dipt - Diptera; Hemip -Hemiptera; Lepido - Lepidoptera; Aracni - Aracoidae; Blat - Blatodea; Gaster- Gasteropoda; Orthop- Orthoptera.
a
Coleo(L)
Oligo
Isop
Hym
b p<O.O\ c p<O.02
Figure 1. Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofauna density of grand groups and PCA analysis for soilmanagement systems (b) and effect of soil til1age systems (c) in a central plateau at Planaltina, DF. Cerr - Cerrado; C Continuous crop; CR - Crop/Pasture rotation; Past - Continuous pasture; PR - Pasture/Crop rotation; T+ - ConventionalTillage; T- - No-tillage; p - probability for groupings to be non-significant (permutation tests). Coleo(A) - Coleopteraadult; Coleo(L) - Coleoptera larvae; Miri - Miriapoda; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta; Hym - Hymenoptera; Dip(L}- Diptera larvae; Others.
.........
.........~
a
Isop
F2= 18.86%
DiP{L)
~~
b p<O.OOI I C
..
p<O.OO3
Figure 2. Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofauna morphoespecies richness of grand groups and PCAanalysis for soil management systems (b) and soil tillage systems (c) in a central plateau at Planaltina, DF. Cerr - Cerrado;C - Continuous crop; CP - Crop/Pasture rotation; P - Continuous pasture; PC - Pasture/Crop rotation; SP - ContinuousPastures; CT - Conventional Tillage; NT - No-tillage; p - probability for groupings to be non-significant (pennutationtests). Coleo(A) - Coleoptera adult; Coleo(L) - Coleoptera larvae; Miri - Miriapoda; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta;Hym - Hymenoptera; Dip (L) - Diptera; Others.
-No
121
The PCA analysis also showed a significant impact of the soil tillage system
(p<0.02) on soil fauna density. ln Figure lc, factor 1 distinguishes the systems with out
tillage (T) from those with conventional tillage (T+) and the Cerrado plot. Factor 2 showed
a separation ofthe no-tillage system (T) from the other systems.
The permutation tests did not show any significant effects on soil fertility leveIs
(p<0.2).
3.2 MORPHOSPECIES RICHNESS AND SHANNON INDEX
A total of 234 morphospecies were found, distributed among 30 subgroups
(Orders or families). Highest morphoespecies richness was observed in the 4 year old
soybean in CR system and in the native savannah (Cerrado) with 52 and 51
morphoespecies, respectively. Lowest richness (21 morphospecies) was found in the 4 year
old pasture in the PR system (Table 3).
Shannon diversity index (H) values were higher in the pastures and soybean
fields than in the native Cerrado vegetation (Table 4). ln the Cerrado, the Shannon index
was 1.47, whereas in the 4-year old-pasture under rotation with no tillage (CR T FI) and
continuous soybean fields with corrective fertilization (C T F2 and C T+ F2) the values
reached 3.32, 3.41 and 3.36, respectively. ln pastures it remained fairly constant, ranging
from 2.76 - 2.96 with rotation and 2.45 in the 13-year old continuous pasture. ln 4-year-old
crops, however, H ranged from 2.73 to 1.87, with lowest values fairly close to those of
Cerrado vegetation.
The PCA analysis for morphospecies richness data (Figure 2a) showed that the
first two factors explained 39.5% of the variance, FI (20.64%) and F2 (18.86%). Factor 1
distinguished communities dominated by Hymenoptera, Coleoptera adults, Myriapoda and
"others", which were the groups with high morphospecies richness, from those with lower
diversities (Fig. 2a and Table 2). Thus, factor 1 separated the continuous systems (Past and
C), Cerrado (Cerr) and the crop-pasture rotation system (CR) from the pasture-crop rotation
(PR) (Fig. 2b).
122
Table 3. Species richness, number of individuais and Shannan index (± standard deviatian)of soil macroinvertebrates morphoespecies in crop-pastures systems and Cerradovegetation at Planaltina-DF, 2004.
,
Systems Species richness Individuals I
CR TF2 52 443CER 51 440CR TF1 48 156C T F2 46 117c~n ~ ~
PAST 38 302C T FI 35 202CR rF1 34 109PR T+ FI 32 125
PRTF1 28 174CT+F1 26 120CR T+ F2 26 69
~rn n ~
PR T F2 21 124lNumber of individuais collected in ali sampled monoliths
Shannon index Evenness
2.76 (0.06) 0.691.47 (0.09) 0.373.32 (0.08) 0.853.41 (0.08) 0.893.36 (0.10) 0.912.45 (0.07) 0.672.81 (0.07) 0.792.96 (0.10) 0.842.73 (0.10) 0.782.30 (0.09) 0.692.30(0.11) 0.702.80 (0.11) 0.862.14 (0.17) 0.691.87 (0.13) 0.61
Factor 2 separated the systems characterized by the presence of Isoptera and
Hymenoptera morphospecies from those with greater presence of species of Oligochaeta,
Coleoptera larvae, Diptera larvae, Myriapoda, Coleoptera adults and other. As was
observed with soil fauna density, factor 2 distinguished sites with rotation (CR and PR)
from the continuous systems (C and Past) and Cerrado vegetation (Cerr) (Fig. 2b).
Permutation tests showed a significant impact of types of land use and soil tillage on soil
fauna communities (p<0.001 and p<0.003, respectively) (Fig. 2bc) whereas the effect of
soil fertility levei was not significant (P<O.l6).
3.3 VERTICAL DISTRIBUTION
Allland use systems had a clear concentration of invertebrates in the O- 10 cm
layer (Figure 3). ln the Cerrado system, only 1% ofthe organisms were found in the litter,
61% in the 0-10 cm layer, 31 % in the 10-20 cm layer, and 7 % in the 20-30 cm layer. The
cultivated systems showed the sarne general trend, i.e. 1-13 % in the litter, 52,,;85 % in the
0-10 cm layer, 5-27 % in the 10-20 cm layer and 2-23 % in the 20-30 cm layer, with some
123
variations. ln the continuous pasture the vertical distribution is quite similar to that under
Cerrado vegetation. ln the crop/pasture rotation (CR) animals were found much deeper in
the soil, with similar abundances in 10-20 cm and 20-30 cm layers. The contrary generallyI
occurred under continuous crop and the pastures (PR), where the macrofauna was found
predominantly in the 0-10 cm layer.
A large part of the population of Coleoptera adults (22 %), Lepidoptera larvae
(53 %) and Hemiptera (26 %) and various other macrofauna (%), i.e. mostly organic matter
feeders, are concentrated in the litter (Figure 4). The remaining groups, including
geophagous invertebrates, were predominant in the upper 10 cm of soil, with 85 % of the
Oligochaeta and 75 % of Coleoptera larvae being found there. ln the lower layers (10-30
cm), the most abundant groups were the Isoptera (43 %), Diptera larvae (32 %) and
Hymenoptera (30 %). lsoptera were the most abundant group (46% of total soil fauna
density), and they were predominant in the 0-20 cm layer (85%).
• 20-30 ~ 10-20 a 0-10 o Lítter
CT-F2
CT+Fl
CT+F2
CRT-Fl
CRT-F2
CRT+Fl
CRT+F2
PRT-Fl
PRT-F2
PRT+Fl
PRT+F2
~
CER
0'/0 v/o 40% eoss 80% 100"/0
Figure 3. Vertical distribution of all macrofauna group density in the litter and differentsoil depths for treatments (in percent of the sum of all groups).
124
• 20-30 l'i3 10-20 e 0-10 O litter100%
80%
00'/0
40%
0%
iii IIColeo Coleo Hym Isop Miri Dip Olig> Oh
(A) (L)
Figure 4. Vertical distribution of some macrofauna group density in the litter and differentsoil depths for Cerrado and crop-pastures (in percent of the sum of all depths).Coleo(A) - Co/eoptera adults, Coleo(L) - Co/eoptera larvae, Hym Hymenoptera, Isop - Isoptera, Miri - Myriapoda, Dip - Diptera larvae, Oligo Oligochaeta, Oth - Others.
4 DISCUSSION
The diversity of the macroinvertebrates found at the study site was re1ative1y
high (234 morphospecies) compared with other sites studied in the tropics (Lavelle et al.,
2006; Decaens et al., 1994). ln the native Cerrado 51 morphospecies were observed. ln
spite of the high diversity, the Shannon diversity index was lower than other systems.
Contrasting to what has generally been found in on native vegetation performed in
Amazonia (Barros et al. 2002; Mathieu et al. 2005) in Argentine fallows (Thomas et al.,
2004) and in Brazi1ian Cerrado (Silva et al. 2006). The 10w evenness associated with the
Shannon index is due to the heterogeneous distribution of the frequency of'species and
number of individuals (Magurran, 1988). ln the present case, the 10w equitabi1ity and
Shannon index are probab1y due to the 1arge number of lsoptera (4340 ind.) and
Hymenoptera (244 ind.) found in a few samp1es. This high1ights the difficu1ties 1inked to
social insects that have a high1y aggregated distribution.
Under the agrosystems, the morphospecies richness of macroinvertebrate
communities varied significant1y in re1ation to soi1 management systems and soi1 tillage
type (Figures 2b,c). ln the CR T" F2 and CR T FI systems (soybean B. brizantha
association), 52 and 48 morphospecies were identified, respective1y. A smaller number was
observed in the continuous pastures (38 morphospecies), pasture in rotation (21-32), as well
as in continuous annua1 crops (26-46). The lowest va1ues were observed in annua1 crops
system, with on1y 22 and 21 morphospecies in PR T+ F2 and PR T F2, respective1y.
The PCA ana1ysis showed that no-tillage systems (T") were c1ear1y different
from the Cerrado and continuous pastures from conventiona1 tillage. The crop/pasture
rotation system (CR and PR), as well as the no-tillage system (T) have a greater richness of
Co1eoptera 1arvae, Diptera 1arvae and 01igochaeta, probab1y due to the quantity of organic
matter produced by the grasses, and a better qua1ity of the organic matter added by the
soybean crop. Likewise the biological activity is concentrated in the upper few centimeters
126
of the soil, with an insignificant proportion of invertebrates in the litter (1%), as also
observed by Balbino et al. (2002).
The macrofauna density shows different patterns. The Cerrado has a higher
density of índividuals compared to pastures and crops. Most of the studies have shown
contrast results (Lavelle et al., 1992; Decaêns et al., 1994, Silva et al., 2006). The pasture
systems (P and PR) showed a high density of Oligochaeta and Coleoptera larvae, i.e.
species specialized in bioturbation, creating biogenic structures and modifying soil
porosity. A significant increase in earthworm density and biomass in pasture systems has
been observed in many tropical pastures (Lavelle and Pashanasi 1989; Lavelle et al. 1992;
Barros 1999; Brown et al., 2001; Brown et al., 2004). Even with high density, especially in
PR, these systems seem to be favorable to the physical properties ofthe soil (Oades, 1993).
The large density under crop pasture systems (CR) was largely accounted for the presence
of Hymenoptera and lsoptera and also by the variations in Coleoptera adults, Myriapoda
and other macroinvertebrate, i.e. species ofthe litter. Likewise, the Cerrado is characterized
by a high density of lsoptera and Hymenoptera. Such factors as poor litter quality, e.g. high
CIN, occurrence of vacant niches and reduced temperature at the soil surface may explain'.significant increases in lsoptera density (Constantino, 2005). No-tillage systems (T) are
also characterized by higher densities of Diptera larvae and Hymenoptera along with litter
dwelling species.
ln general, our results showed that the crop-livestock integrated systems,
associated to a better vegetal cover diversity, present more favorable condition for the
development of macrofauna as showed by Silva et al. (2006) a1so in the Cerrado region.
However, the current1y land use management in tropical agro-ecosystems has not
dedicating necessary attention to soil macrofauna and their role in soil function. A1though
in these region, more studies are needed to identify the best possible combinations ofplant
species and spatial arrays to allow optimal production and sustainability.
5 CONCLUSIONS
1. Soi1 management systems and tillage have c1ear impacts on the structure of
soil macrofauna communities in Cerrado soi1s.
2. Parameters such as soi1 fauna density and morphoespecies richness can be
used as too1s to measure the impact of different forms of 1and used, and can serve as
indicators ofbest soi1 management practices.
3. Integrated crop-1ivestock systems present more favorab1e conditions for the
development of soil macrofauna communities, specially Co1eoptera and Oligochaeta, and
represent systems which are useful for soi1 biodiversity conservation compared to
conventiona1 systems. Yet more studies are needed to eva1uate the evo1ution of macrofauna
communities during the rotation sequence to confinn the present trends.
..
6 ACKNOWLEDGEMENTS
This study is part of the research projects "Alternativas de associação de
culturas anuais e pastagens, visando sistemas integrados lavoura-pecuária na região do
Cerrado" and "Cartografia de paisagens do bioma Cerrado e funcionamento de solos
representativos" funded by EMBRAPA Cerrados and EMBRAPA Arroz e Feijão, Brazil,
and by the Institute of Research for Development (IRD), France, under the approval of the
Brazilian Cooperation Agency (ABC). We thank. Embrapa Cerrados and Laboratoire
dEcologie des Sols Tropicaux - UMR 137 biosol - France for support in field and
laboratory work, and also IRD/DSF for the granting ofa PhD scholarship to the first author.
..
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Comparando os dados extraídos dos capítulos que compõem esta tese, pode-se
concluir que:
1. A atual taxa de conversão de áreas nativas em pastagens ou áreas agrícolas
pode ser diminuída com a adoção de sistemas de integração lavoura-pecuária, que
permitirão um melhor funcionamento físico e biológico do solo. A adoção deste sistema
possibilitará a exploração mais racional das áreas agrícolas ou pastagens do Bioma Cerrado
sem a inclusão de novas áreas ao sistema produtivo. A contenção da abertura de novas
áreas, por meio da incorporação, sobretudo das pastagens degradas ao sistema de produção
integrado (agricultura e pecuária), permitirá reduzir a pressão sobre as áreas de tensão
ecológica entre o Cerrado e outros Biomas, principalmente sobre Amazônico.
2. Em geral, os sistemas de integração lavoura-pecuária associados ao sistema
de plantio direto apresentam uma melhor condição ao desenvolvimento e colonização de
alguns grupos da macrofauna, entre eles as comunidades dos Oligochaeta e Coleoptera,
que tem papel chave na estruturação do solo, porém, mais estudos deverão ser realizados
para identifícar sistemas integrados baseados em uma melhor diversidade vegetal incluindo
a associação entre espécies gramíneas e leguminosas, que parece ser um dos mais
importantes fatores determinantes da biodiversidade no solo.
3. Os sistemas de uso interferiram no funcionamento físico-hídrico do solo e
nos estoques de carbono e nitrogênio na camada de 0-30 cm. Observou-se uma tendência
de acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto. Os resultados mostraram
também que 13 anos de manejo sob integração lavoura-pecuária não permitiram identificar
quais sistemas são mais sustentáveis em relação ao seqüestro de carbono atmosférico, além
disso, a metodologia de cálculo dos estoques interfere significativamente nos resultados e
limita a comparação com a literatura existente. Por outro lado a espectroscopia de infra
vermelho próximo apresentou-se como uma ferramenta útil na quantificação das
concentrações de carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa sobre a
dinâmica da matéria orgânica e o seqüestro de carbono em agroecossistemas.
,
134
5. Em seus diferentes domínios, os temas abordados na tese permitiram"
identificar como os fatores antrópicos, ligados ao modo de gestão e uso do solo, e as
práticas culturais, influenciam: (i) a diversidade e atividade da macrofauna do solo, (ii) o
funcionamento físico-hídrico e (iil) a dinâmica do carbono e do nitrogênio do solo.
Ademais, o estudo permitiu avaliar o impacto dos sistemas de integração lavoura-pecuária
e compreender como eles influenciam no funcionamento do solo.
6. O estudo permitiu desenvolver metodologias específicas de análise do
funcionamento do solo em agroecossistemas baseado em algumas interações bio-fisico
químicas. Todavia, um estudo da cronosequência, que permita avaliar os diferentes
atributos do solo durante os ciclos de rotação, deverá ser realizado nos sistemas com o
objetivo de compreender a evolução destes atributos do solo ao longo do tempo. O
conhecimento desta evolução, permitirá, através da confecção de indicadores globais para
cada sistema, identificar quais sistemas são mais sustentáveis do ponto de vista
conservacionista. Adicionalmente, a confecção de sub-indicadores para cada atributo"
físicos, químicos e biológicos, permitirá identificar quais são os indicadores mais sensíveis
da qualidade do solo.
ANEXOS
Anexo 1. Vista geral do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimentalda Embrapa Cerrados, coordenadas 15° 35' S e 47° 42' W, Planaitina, DF.
Anexo 2_ Croqui do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimental daEmbrapa Cerrados, Planaltina, DF.
S3P=Rotaçâo de pastagemconsorciadallavoura;S4= Lavoura contínua;S5= Cerrado nativo.
Sistemas:SI= Pastagem contínua de gramínea RUfa;S2= Pastagem consorciada contÚ'lua< ;S3 L=Rotação lavoura/pastagemcoDSorc iacla;Preparo do solo;
TI =Preparo dinâmico (ano 1: arado de disco; ano2: grade aradora)T2=Plantio direto
Fertilidade:PastagemFI=(V=30%)+ (20 kg ha-) de P20S+50ppm de K) ano-)F2=(V=SO%)+(20 kg ha-I de P20S+SOppro de K + 60 kg ha-\ de N) ano· I ; naspastagens consorciadas não será aplicado nitrogênio.LavouraFI =Adubação de manutençãoF2=Aduhação corretiva gradual
··'-+~Cumd ~;, ,BR02~.+
55 55
51 52
53LT2 53PT2
54 53LT1
S3LT1
53PT2
52 53PT1
S3PT1 53LT2
56 55
Repetição I Repetlç;lo 11
Pastagem o Lavou 111
51525453PS3L
rcio
I tla'f dt ãRepresen aç o esquema lca as sequeoClas "Dura rpas a2em.Anos
1991/92 -+ 1994/95 .. 1999/00 -+ 2004108 ..Pastal!;em pura contínWl
Pasta2em consorciada contínuaLavoura continua
Pasta2em Lavoura Pasta~em LavouraLavoura Pastae:em Lavoura Pastaeem
I 'Tratamento não avaliado na tese devido à baixa densidade de le osas no cons6
Anexo 3. Relação de fertilizantes aplicados no experimento de integração lavoura-pecuária.Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004.
Ano-culturas F1 F2
Calcário N P20S K20 Mlcros' Gesso2
Calcário N P20s K20 Micros' Gesso2
...tlha... .................kg/ha......................tlha .. ..tlha... .........................kg/ha ........... ..tlha..Culturas anuais
1991-soja 3.4 53 30 11.7 5.8 98 98 63 2.8
1992-soja 50 30 10 100 1001993-milho 35 50 30 1,0· 80 100 60 2'1994-soja 50 30 10 100 1001995-milho 40 50 50 11 80 100 100 22
1996-soja 50 30 10.1 90 901997-milho 40 49 29 0,8' 70 102 61 1,6'1998-soja 42 42 0,6" 83 83 1,2·'1999-soja 1.0 50 50 1.7 100 1002000-milheto 5 50 45 5 50 452001-soja 50 50 100 1002002-milheto2003-soja 50 50 100 1002004-soja 5 50 38 10 100 902005-sorgo
Culturas anuais após um cicio com pastagens1995-milho 40 50 50 11 80 100 100 22 2.81996-soja 50 30 10 90 901997-milho 40 49 29 0,8' 70 102 61 1,6·1998-soja 42 42 0,6·' 83 83 1,2·'1999-soja 53 53 1.7 100 1002000-milheto 5 50 45 5 50 452001-80ja 50 50 100 1002002-milheto O O O O O O2003-soja
5 50 50 100 1002004-soja 5 50 38 10 100 902005-sorgo O O O O O O
Pastagens após um ciclo com culturas anuais
19964
1997 20 201999 16 16 1.7 16 162002 40 30 40 40 30 3020032004 - Marand2005 - Marand
Pastagens contlnuas3
1991 3.4 90 30 5.8 90 301994 20 201997 20 201999 44 44 1.0 40 44 442002-Bd 40 30 40 40 30 402002-Bd/5g 30 60 30 60200320042005, MlaorUrientes aplicados nafonnade F.T.E. BR-12.
( 9" de Zn; 1,8016 de B; 0,80% de Cu;3,00% de Fe;2,00" de Mn; e a.10" deMo)
.. • Microl'lJlrleNeS aplicados naforma de F.T.E. BR-10.( 7% de ln; 2,50% deB;1,00% deCu; 4,00% deFe;4,00" de Mn; 0,10deMo;e 0,10'16 deCoIZ Teorde égUB ro gesso erade 22,6".3 A partir de 1994 a. adtbaç6es fONlm reellzadas emcobertulas.
Emnovembro de 1gggaspastagens contlmas fOl1llm renovadas pela substituição docapim anclropogon pela B.deambens.Naro~ lavoura pasto, o capim ancIropogon foi subslitu'do pelo P. maximum cv.Tanzânia.• A pastagem foi p1arcada noresidualda~o doscUlivos anleriores... Zinco apNcado _ta da f6lm.. 05-25-15.(],4 (NPKZn) e" alravés da tómllJa 20-20.(],3 (PKZn)
• Em 2003 e 2004 foi utilizadaa fórmlAa 0~2()+micrD
-.. ,..
Anexo 4. Dados brutos para cada tratamento, repetição e profundidade de resistência à penetração (Rp em MPa), umidade gravimétrica (UgRP em gcm") no momento da amostragem, densidade do solo e densidade de partículas (Ds e Dp em g cm") assim como os conteúdos gravimétricosde água no solo em equilíbrio com as tensões 1,3,6, 10,33,80,400, 1000 e 1500 KFa respectivamente, obtidos pelo método da centrífuga.
Trat Rep Prof Rp UgRP Ds Dp UgO Ugl Ug3 Ug6 UgIO Ug33 Ug80 Ug400 UgIOOO Ug1500LP-D 1 5 0.889 0.395 1.083 2.649 0.483 0.464 0.442 0.422 0.402 0.357 0.331 0.304 0.269 0.254LP-D 1 15 1.189 0.371 1.005 2.761 0.543 0.520 0.474 0.418 0.385 0.330 0.307 0.284 0.256 0.244LP-D 1 25 1.318 0.342 0.992 2.800 0.559 0.549 0.467 0.383 0.376 0.369 0.301 0.281 0.258 0.249LP-D 1 45 1.532 0.341 0.994 2.761 0.549 0.499 0.437 0.396 0.375 0.327 0.308 0.290 0.266 0.258LP-D 2 5 0.987 0.378 1.140 2.649 0.435 0.418 0.404 0.394 0.383 0.348 0.325 0.298 0.264 0.249LP-D 2 15 1.293 0.380 0.941 2.761 0.606 0.589 0.510 0.423 0.397 0.348 0.321 0.291 0.264 0.252LP-D 2 25 1.397 0.367 0.923 2.800 0.654 0.597 0.452 0.386 0.373 0.343 0.323 0.293 0.267 0.255LP-D 2 45 1.526 0.335 0.963 2.761 0.584 0.540 0.470 0.410 0.374 0.327 0.306 0.285 0.263 0.254LP-D 3 5 1.410 0.389 1.081 2.649 0.402 0.388 0.369 0.348 0.329 0.284 0.260 0.232 0.198 0.182LP-D 3 15 1.440 0.391 0.930 2.761 0.620 0.599 0.503 0.414 0.391 0.338 0.313 0.278 0.254 0.244LP-D 3 25 1.502 0.354 0.967 2.800 0.662 0.625 0.467 0.441 0.418 0.378 0.356 0.341 0.320 0.314LP-D 3 45 1.759 0.337 1.000 2.761 0.645 0.606 0.524 0.480 0.453 0.405 0.383 0.362 0.337 0.330PL-C 1 5 1.649 0.320 1.168 2.613 0.433 0.417 0.399 0.376 0.353 0.324 0.303 0.276 0.248 0.222PL-C 1 15 1.643 0.325 1.081 2.722 0.512 0.485 0.423 0.346 0.316 0.282 0.265 0.251 0.233 0.216PL-C 1 25 1.692 0.288 1.055 2.841 0.507 0.445 0.385 0.331 0.308 0.269 0.255 0.237 0.224 0.210PL-C 1 45 1.624 0.305 1.015 2.613 0.542 0.501 0.401 0.344 0.314 0.272 0.258 0.239 0.225 0.218PL-C 2 5 1.551 0.314 1.233 2.613 0.403 0.391 0.383 0.371 0.347 0.313 0.291 0.267 0.241 0.217PL-C 2 15 1.563 0.334 1.145 2.722 0.446 0.435 0.395 0.341 0.318 0.280 0.265 0.246 0.231 0.214PL-C 2 25 1.673 0.302 1.028 2.841 0.550 0.495 0.425 0.346 0.319 0.278 0.262 0.243 0.227 0.213PL-C 2 45 1.698 0.310 1.075 2.613 0.521 0.417 0.406 0.350 0.315 0.270 0.255 0.235 0.220 0.214PL-C 3 5 1.753 0.320 1.172 2.613 0.369 0.358 0.352 0.341 0.309 0.266 0.243 0.217 0.191 0.168PL-C 3 15 1.790 0.323 1.117 2.722 0.481 0.464 0.416 0.352 0.329 0.293 0.279 0.259 0.243 0.225PL-C 3 25 1.937 0.293 0.982 2.841 0.508 0.438 0.348 0.293 0.262 0.219 0.205 0.184 0.169 0.161PL-C 3 45 1.851 0.302 0.995 2.613 0.505 0.473 0.383 0.327 0.295 0.247 0.232 0.211 0.196 0.189L-C 1 5 0.196 0.339 1.072 2.800 0.492 0.480 0.449 0.386 0.354 0.305 0.283 0.249 0.232 0.215L-C 1 15 0.785 0.326 1.157 2.722 0.429 0.412 0.379 0.338 0.314 0.277 0.258 0.233 0.221 0.209L:C 1 25 1.189 0.297 1.159 2.722 -0.406 0.390 0.347 0.321 0.302 0.267 0.251 0.231 0.219 0.206L-C 1 45 1.171 0.288 1.020 2.722 0.536 0.496 0.420 0.351 0.310 0.272 0.255 0.241 0.228 0.219L-C 2 5 0.411 0.342 1.082 2.800 0.482 0.469 0.444 0.388 0.353 0.300 0.280 0.248 0.230 0.214L-C 2 15 0.803 0.321 1.153 2.722 0.426 0.415 0.382 0.352 0.329 0.287 0.267 0.242 0.227 0.212L-C 2 25 1.207 0.310 1.141 2.722 0.442 0.405 0.339 0.311 0.292 0.259 0.244 0.228 0.219 0.208
.-a;
Anexo 4. Continuação...L-C 2 45 1.201 0.299 1.029 2.722 0.506 0.491 0.397 0.358 0.319 0.280 0.260 0.243 0.229 0.220L-C 3 5 0.196 0.311 1.031 2.800 0.448 0.428 0.376 0.310 0.275 0.226 0.205 0.175 0.158 0.142L-C 3 15 0.785 0.351 1.149 2.722 0.440 0.427 0.377 0.349 0.324 0.284 0.264 0.239 0.225 0.211L-C 3 25 1.189 0.311 1.188 2.722 0.488 0.482 0.429 0.386 0.359 0.331 0.316 0.303 0.291 0.282L-C 3 45 1.171 0.298 1.036 2.722 0.504 0.492 0.429 0.354 0.314 0.273 0.255 0.238 0.224 0.215L-O 1 5 0.601 0.361 1.140 2.685 0.442 0.428 0.401 0.369 0.350 0.309 0.289 0.262 0.238 0.229L-O 1 15 0.987 0.316 1.037 2.722 0.526 0.500 0.445 0.374 0.341 0.295 0.279 0.256 0.234 0.226L-O 1 25 1.281 0.303 0.906 2.761 0.667 0.593 0.461 0.390 0.350 0.299 0.279 0.256 0.234 0.230L-O 1 45 1.477 0.291 1.049 2.800 0.525 0.508 0.431 0.360 0.318 0.283 0.267 0.255 0.235 0.226L-O 2 5 0.895 0.363 1.163 2.685 0.437 0.419 0.392 0.366 0.350 0.310 0.292 0.263 0.238 0.227L-O 2 15 1.189 0.335 1.020 2.722 0.544 0.525 0.449 0.371 0.341 0.291 0.271 0.251 0.228 0.223L-O 2 25 1.863 0.176 1.009 2.761 0.561 0.541 0.485 0.402 0.363 0.309 0.287 0.263 0.240 0.232
L-O 2 45 1.912 0.290 1.061 2.800 0.512 0.503 0.423 0.353 0.318 0.284 0.268 0.254 0.236 0.225L-O 3 5 0.662 0.368 1.209 2.685 0.454 0.439 0.420 0.399 0.391 0.362 0.345 0.315 0.289 0.278L-O 3 15 1.299 0.329 1.011 2.722 0.551 0.532 0.470 0.400 0.370 0.314 0.289 0.261 0.236 0.230L-O 3 25 1.459 0.303 1.024 2.761 0.532 0.521 0.466 0.406 0.362 0.322 0.301 0.279 0.251 0.236
L-O 3 45 1.581 0.293 1.044 2.800 0.503 0.486 0.407 0.336 0.301 0.265 0.250 0.237 0.219 0.209PAST 1 5 1.551 0.294 1.175 2.685 0.422 0.414 0.403 0.380 0.357 0.313 0.291 0.257 0.237 0.220PAST 1 15 1.551 0.217 1.1I7 2.722 0.464 0.449 0.397 0.338 0.3II 0.275 0.262 0.240 0.224 0.212PAST 1 25 1.459 0.289 1.045 2.841 0.541 0.505 0.420 0.367 0.336 0.288 0.272 0.250 0.234 0.221
PAST 1 45 1.324 0.306 0.991 2.761 0.606 0.569 0.476 0.382 0.339 0.282 0.265 0.245 0.229 0.215
PAST 2 5 1.514 0.313 1.094 2.685 0.459 0.446 0.429 0.387 0.362 0.324 0.305 0.270 0.244 0.228
PAST 2 15 1.496 0.302 1.137 2.722 0.449 0.431 0.398 0.361 0.326 0.286 0.274 0.249 0.232 0.219
PAST 2 25 1.563 0.280 1.027 2.841 0.546 0.493 0.413 0.362 0.323 0.279 0.266 0.243 0.228 0.217
PAST 2 45 1.471 0.298 0.999 2.761 0.595 0.564 0.468 0.380 0.343 0.287 0.268 0.247 0.232 0.217
PAST 3 5 0.809 0.379 1.117 2.685 0.465 0.457 0.443 0.394 0.368 0.324 0.303 0.270 0.249 0.232
PAST 3 15 0.938 0.341 1.139 2.722 0.438 0.426 0.378 0.338 0.314 0.281 0.270 0.241 0.225 0.212
PAST 3 25 1.152 0.298 1.060 2.841 0.577 0.539 0.458 0.393 0.361 0.315 0.302 0.283 0.269 0.253
PAST 3 45 1.128 0.288 1.032 2.761 0.598 0.577 0.503 0.416 0.377 0.317 0.303 0.282 0.267 0.253
LP-C 1 5 0.233 0.272 1.050 2.649 0.493 0.463 0.414 0.364 0.334 0.282 0.258 0.226 0.207 0.190
LP-C i 15 1.036 0.281 1.075 2.761 0.460 -" 0.437 0.391 0.349 0.322 0.279 0.260 8.228 0.214 0.198
LP-C 1 25 1.152 0.134 1.062 2.800 0.460 0.450 0.403 0.358 0.330 0.285 0.266 0.231 0.217 0.200
LP-C 1 45 1.140 0.285 1.176 2.761 0.415 0.394 0.365 0.346 0.327 0.285 0.267 0.245 0.225 0.216
LP-C 2 5 0.080 0.255 1.085 2.649 0.476 0.453 0.409 0.366 0.333 0.285 0.261 0.223 0.208 0.191
LP-C 2 15 0.447 0.284 1.083 2.761 0.456 0.445 0.403 0.355 0.320 0.283 0.261 0.228 0.213 0.198
LP-C 2 25 1.042 0.282 1.092 2.800 0.436 0.425 0.380 0.336 0.310 0.272 0.255 0.227 0.215 0.201
r:
Anexo 4. Continuação...-
LP-C 2 45 1.079 0.296 1.191 2.761 0.409 0.399 0.363 0.343 0.325 0.285 0.267 0.243 0.223 0.212LP-C 3 5 0.251 0.274 1.118 2.649 0.497 0.482 0.446 0.398 0.368 0.326 0.302 0.268 0.249 0.231LP-C 3 15 0.699 0.328 1.045 2.761 0.411 0.395 0.338 0.288 0.256 0.206 0.185 0.155 0.139 0.122LP-C 3 25 1.171 0.285 1.100 2.800 0.492 0.463 0.411 0.371 0.343 0.299 0.279 0.252 0.231 0.221LP-C 3 45 1.336 0.289 1.112 2.761 0.364 0.332 0.294 0.265 0.239 0.194 0.176 0.156 0.139 0.131PL-D 1 5 1.269 0.274 1.225 2.722 0.388 0.377 0.368 0.344 0.331 0.289 0.264 0.233 0.209 0.196PL-D 1 15 1.581 0.274 1.216 2.800 0.414 0.405 0.381 0.337 0.314 0.267 0.243 0.219 0.199 0.188PL-D 1 25 1.526 0.274 1.068 2.761 0.500 0.457 0.402 0.355 0.322 0.271 0.249 0.215 0.199 0.188PL-D 1 45 1.759 0.283 0.961 2.841 0.568 0.530 0.463 0.367 0.329 0.262 0.238 0.216 0.201 0.193PL-D 2 5 1.569 0.275 1.156 2.722 0.420 0.407 0.390 0.352 0.332 0.289 0.265 0.234 0.209 0.196PL-D 2 15 1.575 0.279 1.264 2.800 0.369 0.364 0.350 0.323 0.297 0.256 0.239 0.207 0.192 0.183PL-D 2 25 1.575 0.271 1.024 2.761 0.568 0.493 0.425 0.354 0.320 0.270 0.251 0.217 0.200 0.189PL-D 2 45 1.581 0.284 0.978 2.841 0.587 0.507 0.448 0.365 0.330 0.269 0.242 0.218 0.201 0.193PL-D 3 5 1.575 0.255 1.204 2.722 0.461 0.452 0.443 0.417 0.402 0.355 0.329 0.298 0.273 0.259PL-D 3 15 1.857 0.249 1.249 2.800 0.345 0.341 0.327 0.297 0.275 0.238 0.220 0.184 0.168 0.158PL-D 3 25 1.863 0.262 1.071 2.761 0.574 0.532 0.477 0.418 0.388 0.336 0.311 0.281 0.262 0.250PL-D 3 45 1.728 0.293 0.956 2.841 0.510 0.458 0.377 0.291 0.256 0.200 0.179 0.156 0.142 0.135CER 1 5 0.478 0.399 0.885 2.761 0.704 0.518 0.475 0.421 0.382 0.333 0.315 0.290 0.259 0.243CER 1 15 0.735 0.344 0.926 2.761 0.637 0.550 0.464 0.375 0.350 0.314 0.298 0.279 0.256 0.242CER 1 25 0.889 0.335 0.935 2.925 0.637 0.563 0.422 0.358 0.324 0.286 0.272 0.256 0.237 0.229CER 1 45 0.956 0.320 0.917 2.841 0.658 0.611 0.475 0.393 0.352 0.301 0.279 0.262 0.241 0.233CER 2 5 0.392 0.377 0.867 2.761 0.714 0.610 0.443 0.418 0.383 0.338 0.316 0.290 0.260 0.243CER 2 15 0.576 0.353 0.972 2.761 0.592 0.561 0.413 0.357 0.330 0.303 0.289 0.272 0.249 0.239CER 2 25 0.772 0.321 0.969 2.925 0.576 0.540 0.425 0.358 0.326 0.292 0.279 0.261 0.241 0.232CER 2 45 0.791 0.317 1.028 2.841 0.562 0.541 0.400 0.348 0.319 0.284 0.271 0.258 0.238 0.232
CER 3 5 0.533 0.368 0.862 2.761 0.724 0.664 0.466 0.407 0.376 0.328 0.316 0.286 0.255 0.239
CER 3 15 0.876 0.349 1.003 2.761 0.614 0.586 0.448 0.386 0.357 0.324 0.311 0.293 0.273 0.261
CER 3 25 1.275 0.306 0.875 2.925 0.551 0.448 0.285 0.234 0.208 0.176 0.164 0.148 0.128 0.123
CER 3 45 1.348 0.308 1.007 2.841 0.529 0.513 0.417 0.341 0.309 0.268 0.251 0.233 0.215 0.207
..
Anexo 5. Values ofwet (wet mass) and dry (dry mass) soil mass, volumetric water content (8), volume of cylindrical core samples (Vol cyl), bulkdensity (Bd), carbon (C) and nitrogen (N) contents in all soil management systems (Syst), tillage (Till) and fertilizer (Fert) regimes, soildepth (Depth) and replicates (Rep).
Syst TiII Fert Depth(em) Rep Wet mass(g) O(g g"1DrY mass(g) Vol eyl(em) Bd(g em") C(g kg"l) N(g kg"l)CR T- F2 1 1 206.16 0.057 194.48 171.06 1.137 3.317 0.267CR T- F2 3.5 1 165.47 0.071 153.75 170.78 0.900 1.940 0.110CR T- F2 7.5 1 173.25 0.104 155.16 145.41 1.067 2.208 0.152CR T- F2 15 1 321.73 0.101 289.13 285.89 1.011 2.843 0.200CR T- F2 25 1 332.70 0.097 300.39 283.02 1.061 2.772 0.190CR T- F2 1 2 161.55 0.057 152.40 171.06 0.891 2.684 0.178CR T- F2 3.5 2 205.88 0.071 191.30 170.78 1.120 2.429 0.157CR T- F2 7.5 2 177.44 0.104 158.92 145.41 1.093 1.615 0.105CR T- F2 15 2 343.41 0.101 308.61 285.89 1.079 2.444 0.174CR T- F2 25 2 335.42 0.097 302.84 283.02 1.070 2.073 0.137CR T- F2 1 3 213.62 0.057 201.52 171.06 1.178 2.159 0.147CR T- F2 3.5 3 210.24 0.071 195.35 170.78 1.144 1.720 0.106CR T- F2 7.5 3 169.66 0.104 151.95 145.41 1.045 2.675 0.239CR T- F2 15 3 350.16 0.101 314.68 285.89 1.101 1.490 0.105CR T- F2 25 3 326.38 0.097 294.68 283.02 1.041 2.385 0.155CR T- F2 1 4 167.13 0.057 157.66 171.06 0.922 2.627 0.158CR T- F2 3.5 4 188.34 0.071 175.00 170.78 1.025 2.303 0.144CR T- F2 7.5 4 162.31 0.104 145.37 145.41 1.000 2.290 0.135CR T- F2 15 4 344.62 0.101 309.70 285.89 1.083 1.840 0.095CR T- F2 25 4 353.63 0.097 319.29 283.02 1.128 2.323 0.182CR T- F2 1 5 175.95 0.057 165.98 171.06 0.970 2.286 0.150CR T- F2 3.5 5 212.99 0.071 197.91 170.78 1.159 2.239 0.152CR T- F2 7.5 5 172.61 0.104 154.59 145.41 1.063 1.859 0.126CR T- F2 15 5 338.82 0.101 304.49 285.89 1.065 2.172 0.162CR T- F2 25 5 354.20 0.097 319.80 283.02 1.130 1.406 0.101CR T- F2 1 6 186.80 0.057 176.22 171.06 1.030 2.214 0.164CR T- F2 3.5 6 192.30-- 0.071 178.68 170.78 (046 2.139 0.156CR T- F2 7.5 6 169.89 0.104 152.15 145.41 1.046 1.999 0.137CR T- F2 15 6 350.61 0.101 315.08 285.89 1.102 1.645 0.123CR T- F2 25 6 344.42 0.097 310.97 283.02 1.099 1.444 0.091CR T- FI 1 1 171.33 0.043 163.88 171.06 0.958 2.504 0.188CR T- FI 3.5 1 166.56 0.040 159.95 170.78 0.937 2.136 0.144
"' ..
Anexo 5. Continuação...CR T- FI 7.5 1 207.63 0.104 185.95 145.41 1.279 1.970 0.134CR T- FI 15 1 341.06 0.101 306.50 285.89 1.072 1.689 0.115CR T- FI 25 1 331.90 0.097 299.67 283.02 1.059 2.450 0.142CR T- FI 1 2 171.33 0.043 163.88 171.06 0.958 1.147 0.086CR T- FI 3.5 2 166.56 0.040 159.95 170.78 0.937 2.488 0.165CR T- FI 7.5 2 207.63 0.104 185.95 145.41 1.279 2.189 0.147CR T- FI 15 2 341.06 0.101 306.50 285.89 1.072 2.138 0.127CR T- FI 25 2 331.90 0.097 299.67 283.02 1.059 1.765 0.119CR T- FI 1 3 152.90 0.043 146.25 171.06 0.855 1.350 0.089CR T- FI 3.5 3 199.88 0.040 191.95 170.78 1.124 2.174 0.155CR T- FI 7.5 3 164.70 0.104 147.51 145.41 1.014 2.072 0.143CR T- FI 15 3 355.73 0.101 319.68 285.89 1.118 2.201 0.157CR T- FI 25 3 313.86 0.097 283.38 283.02 1.001 2.097 0.132CR T- FI 1 4 171.02 0.043 163.58 171.06 0.956 2.137 0.142CR T- FI 3.5 4 194.98 0.040 187.24 170.78 1.096 1.835 0.125CR T- FI 7.5 4 166.84 0.104 149.42 145.41 1.028 2.132 0.153CR T- FI 15 4 345.50 0.101 310.49 285.89 1.086 2.074 0.150CR T- FI 25 4 339.15 0.097 306.21 283.02 1.082 2.161 0.149CR T- FI 1 5 158.51 0.043 151.62 171.06 0.886 1.740 0.121CR T- FI 3.5 5 198.66 0.040 190.78 170.78 1.117 1.685 0.108CR T- FI 7.5 5 177.49 0.104 158.96 145.41 1.093 2.135 0.158CR T- FI 15 5 324.93 0.101 292.01 285.89 1.021 2.069 0.139
CR T- FI 25 5 311.45 0.097 281.20 283.02 0.994 2.141 0.144
CR T- FI 1 6 145.65 0.043 139.32 171.06 0.814 2.230 0.158
CR T- FI 3.5 6 172.13 0.040 165.30 170.78 0.968 1.542 0.095
CR T- FI 7.5 6 166.67 0.104 149.27 145.41 1.027 1.952 0.135
CR T- FI 15 6 331.87 0.101 298.24 285.89 1.043 2.195 0.146
CR T- FI 25 6 201.23 0.097 181.69 283.02 0.642 2.229 0.147
PR T+ F2 1 1 164.96 0.046 157.38 171.06 0.920 2.042 0.126
PR T+ F2 3.5 1 192.78 0.058 181.65 170.78 1.064 1.712 0.116
PR T+ F2_.
7.5 1 165.57 0.101 148.86 145.41 1.024 1.542 - 0.096
PR T+ F2 15 1 344.84 0.085 315.67 285.89 1.104 2.104 0.155
PR T+ F2 25 1PR T+ F2 1 2 215.23 0.046 205.34 171.06 1.200 1.981 0.136
PR T+ F2 3.5 2 222.95 0.058 210.08 170.78 1.230 1.984 0.123
PR T+ F2 7.5 2 177.85 0.101 159.90 145.41 1.100 2.738 0.214
... ,.
Anexo 5. Continuação...PR T+ F2 15 2 350.88 0.085 321.20 285.89 1.123 1.426 0.096PR T+ F2 25 2 332.27 0.082 304.98 283.02 1.078 2.021 0.141PR T+ F2 1 3 203.26 0.046 193.92 171.06 1.134 1.960 0.130
PR T+ F2 3.5 3 206.24 0.058 194.34 170.78 1.138 1.936 0.121
PR T+ F2 7.5 3 172.74 0.101 155.30 145.41 1.068 2.041 0.135PR T+ F2 15 3 341.40 0.085 312.52 285.89 1.093 1.299 0.074PR T+ F2 25 3 337.62 0.082 309.89 283.02 1.095 2.044 0.146PR T+ F2 1 4 191.23 0.046 182.44 171.06 1.067 2.074 0.140PR T+ F2 3.5 4 203.70 0.058 191.94 170.78 1.124 2.122 0.148PR T+ F2 7.5 4 190.48 0.101 171.25 145.41 1.178 1.482 0.093PR T+ F2 15 4 344.64 0.085 315.48 285.89 1.103 2.387 0.174PR T+ F2 25 4 343.43 0.082 315.22 283.02 1.114 1.158 0.065PR T+ F2 1 5 203.73 0.046 194.37 171.06 1.136 2.001 0.142PR T+ F2 3.5 5 223.58 0.058 210.67 170.78 1.234 1.972 0.144PR T+ F2 7.5 5 190.33 0.101 171.12 145.41 1.177 1.999 0.137PR T+ F2 15 5 344.25 0.085 315.13 285.89 1.102 1.514 0.098PR T+ F2 25 5 346.03 0.082 317.61 283.02 1.122 1.039 0.067
PR T+ F2 1 6 189.14 0.046 180.45 171.06 1.055 2.061 0.138
PR T+ F2 3.5 6 208.55 0.058 196.51 170.78 1.151 2.000 0.130
PR T+ F2 7.5 6 173.47 0.101 155.96 145.41 1.073 2.004 0.131
PR T+ F2 15 6 340.45 0.085 311.65 285.89 1.090 1.795 0.124
PR T+ F2 25 6 334.75 0.082 307.25 283.02 1.086 2.140 0.141
PR T+ FI 1 1 216.20 0.045 206.50 171.06 1.207 0.986 0.072
PR T+ FI 3.5 1 218.96 0.040 210.11 170.78 1.230 2.162 0.140
PR T+ FI 7.5 1 181.43 0.101 163.12 145.41 1.122 2.043 0.131
PR T+ FI 15 1 358.71 0.085 328.36 285.89 1.149 1.994 0.148
PR T+ FI 25 1 336.18 0.082 308.57 283.02 1.090 2.058 0.141
PR T+ FI 1 2 196.79 0.045 187.96 171.06 1.099 1.328 0.084
PR T+ FI 3.5 2 217.21 0.040 208.43 170.78 1.220 2.148 0.147
PR T+ FI 7.5 2 185.52 0.101 166.79 145.41 1.147 2.160 0.154
PR T+ FI 15 2 -" 347.61 0.085 318.20 285.89 -" 1.113 2.036 0.132
PR T+ FI 25 2 359.98 0.082 330.41 283.02 1.167 1.722 0.122
PR T+ FI 1 3 203.66 0.045 194.53 171.06 1.137 2.052 0.135
PR T+ FI 3.5 3 202.36 0.040 194.18 170.78 1.137 1.300 0.099
PR T+ FI 7.5 3 178.21 0.101 160.22 145.41 1.102 2.003 0.151PR T+ FI 15 3 350.31 0.085 320.67 285.89 1.122 1.914 0.135
l~,
Anexo 5. Continuação...--
PR T+ FI 25 3 312.17 0.082 286.53 283.02 1.012 1.833 0.132PR T+ FI 1 4 201.23 0.045 192.20 171.06 1.124 1.588 0.116PR T+ FI 3.5 4 206.27 0.040 197.93 170.78 1.159 1.470 0.109PR T+ FI 7.5 4 183.81 0.101 165.26 145.41 1.137 2.206 0.164PR T+ FI 15 4 345.11 0.085 315.91 285.89 1.105 1.542 0.110PR T+ FI 25 4 325.98 0.082 299.20 283.02 1.057 1.653 0.115PR T+ FI 1 5 225.66 0.045 215.54 171.06 1.260 1.478 0.096PR T+ FI 3.5 5 218.19 0.040 209.37 170.78 1.226 2.254 0.157PR T+ FI 7.5 5 173.81 0.101 156.26 145.41 1.075 1.890 0.119PR T+ FI 15 5 355.68 0.085 325.59 285.89 1.139 1.531 0.110PR T+ FI 25 5 277.59 0.082 254.79 283.02 0.900 1.545 0.117PR T+ FI 1 6 206.36 0.045 197.10 171.06 1.152 1.848 0.127PR T+ FI 3.5 6 211.63 0.040 203.08 170.78 1.189 1.774 0.120PR T+ FI 7.5 6 173.37 0.101 155.87 145.41 1.072 1.561 0.091
PR T+ FI 15 6 353.93 0.085 323.99 285.89 1.133 1.309 0.077
PR T+ FI 25 6 366.67 0.082 336.55 283.02 1.189 1.543 0.111
C T+ F2 1 1 183.36 0.028 178.24 171.06 1.042 2.226 0.147C T+ F2 3.5 1 199.27 0.025 194.36 170.78 1.138 2.454 0.189C T+ F2 7.5 1 175.63 0.082 161.15 145.41 1.108 2.015 0.139
C T+ F2 15 1 360.47 0.091 327.76 285.89 1.146 2.887 0.221
C T+ F2 25 1 340.46 0.100 306.37 283.02 1.082 2.035 0.149
C T+ F2 1 2 183.79 0.028 178.66 171.06 1.044 2.082 0.133
C T+ F2 3.5 2 187.06 0.025 182.45 170.78 1.068 1.985 0.130
C T+ F2 7.5 2 161.30 0.082 148.00 145.41 1.018 1.778 0.120
C T+ F2 15 2 351.73 0.091 319.82 285.89 1.119 2.909 0.233
C T+ F2 25 2 354.19 0.100 318.72 283.02 1.126 2.302 0.149
C T+ F2 1 3 177.49 0.028 172.53 171.06 1.009 2.231 0.140
C T+ F2 3.5 3 196.66 0.025 191.82 170.78 1.123 2.130 0.130
C T+ F2 7.5 3 170.68 0.082 156.61 145.41 1.077 2.287 0.160
C T+ F2 15 3 358.14 0.091 325.64 285.89 1.139 1.836 0.112
C T+ F2 25 -' 3 351.83 0.100 316.60 -' 283.02 1.119 2.306 0.177
C T- F2 1 1 187.93 0.030 182.28 171.06 1.066 1.828 0.133
C T- F2 3.5 1 220.48 0.039 211.80 170.78 1.240 1.888 0.126
C T- F2 7.5 1 189.08 0.118 166.73 145.41 1.147 1.989 0.128
C T- F2 15 1 368.00 0.082 337.73 285.89 U81 1.846 0.110
C T- F2 25 1 345.16 0.091 313.63 283.02 1.108 2.977 0.179
.~ -.
Anexo 5. Continuação...C T- F2 1 2 168.23 0.030 163.17 171.06 0.954 2.523 0.152C T- F2 3.5 2 204.19 0.039 196.15 170.78 1.149 2.452 0.141C T- F2 7.5 2 186.71 0.118 164.64 145.41 1.132 2.273 0.138C T- F2 15 2 353.34 0.082 324.28 285.89 1.134 1.961 0.134C T- F2 25 2 348.14 0.091 316.34 283.02 1.118 1.818 0.113C T- F2 1 3 178.24 0.030 172.88 171.06 1.011 2.586 0.163C T- F2 3.5 3 204.48 0.039 196.43 170.78 1.150 2.516 0.154C T- F2 7.5 3 180.57 0.118 159.22 145.41 1.095 2.404 0.147C T- F2 15 3 350.24 0.082 321.43 285.89 1.124 2.120 0.149C T- F2 25 3 384.98 0.091 349.81 283.02 1.236 1.611 0.096C T+ FI 1 1 171.50 0.026 167.04 171.06 0.976 3.353 0.206C T+ FI 3.5 1 174.34 0.027 169.62 170.78 0.993 2.930 0.174C T+ FI 7.5 1 159.58 0.082 146.43 145.41 1.007 2.535 0.143C T+ FI 15 1 324.26 0.091 294.84 285.89 1.031 2.093 0.121C T+ FI 25 1 317.73 0.100 285.91 283.02 1.010 2.329 0.185C T+ FI 1 2 163.78 0.026 159.52 171.06 0.933 1.652 0.103C T+ FI 3.5 2 168.39 0.027 163.83 170.78 0.959 2.409 0.125C T+ FI 7.5 2 173.49 0.082 159.19 145.41 1.095 2.401 0.148C T+ FI 15 2 333.14 0.091 302.91 285.89 1.060 2.631 0.152C T+ FI 25 2 320.01 0.100 287.96 283.02 1.017 2.280 0.142C T+ FI 1 3 200.32 0.026 195.11 171.06 1.141 1.813 0.124
C T+ FI 3.5 3 193.65 0.027 188.41 170.78 1.103 3.530 0.215
C T+ FI 7.5 3 175.84 0.082 161.34 145.41 1.110 3.366 0.204
C T+ FI 15 3 329.45 0.091 299.56 285.89 1.048 2.776 0.165
C T+ FI 25 3 333.25 0.100 299.88 283.02 1.060 2.259 0.161
C T+ FI 1 4 177.56 0.026 172.94 171.06 1.011 2.212 0.156
C T+ FI 3.5 4 177.99 0.027 173.17 170.78 1.014 1.916 0.127
C T+ FI 7.5 4 148.63 0.082 136.38 145.41 0.938 2.796 0.183
C T+ FI 15 4 330.64 0.091 300.64 285.89 1.052 2.640 0.163
C T+ FI 25 4 326.64 0.100 293.93 283.02 1.039 2.453 0.146
C T+ FI 1 5 180.35 0.026 175.66 171.06 L027 2.579 0.186
C T+ FI 3.5 5 191.41 0.027 186.23 170.78 1.090 2.045 0.170
C T+ FI 7.5 5 158.76 0.082 145.67 145.41 1.002 2.462 0.156
C T+ FI 15 5 340.22 0.091 309.35 285.89 1.082 2.145 0.130
C T+ FI 25 5 352.33 0.100 317.05 283.02 1.120 2.358 0.143
C T+ FI 1 6 188.72 0.026 183.81 171.06 1.075 1.990 0.124
Anexo 5. Continuação...C T+ FI 3.5 6 200.72 0.027 195.29 170.78 1.144 2.103 0.150C T+ FI 7.5 6 171.12 0.082 157.01 145.41 1.080 1.477 0.095C T+ FI 15 6 344.45 0.091 313.20 285.89 1.095 2.290 0.157C T+ FI 25 6 345.96 0.100 311.32 283.02 1.100 2.078 0.141C T- FI 1 1 152.57 0.037 146.96 171.06 0.859 1.952 0.136C T- FI 3.5 1 180.99 0.032 175.27 170.78 1.026 1.874 0.114C T- FI 7.5 1 174.63 0.118 153.99 145.41 1.059 1.247 0.081C T- FI 15 1 365.26 0.082 335.22 285.89 1.173 1.882 0.138C T- FI 25 1 343.61 0.091 312.22 283.02 1.103 1.930 0.136C T- FI 1 2 157.73 0.037 151.93 171.06 0.888 1.921 0.120C T- FI 3.5 2 177.87 0.032 172.25 170.78 1.009 1.600 0.109C T- FI 7.5 2 180.18 0.118 158.88 145.41 1.093 2.118 0.140C T- FI 15 2 382.35 0.082 350.90 285.89 1.227 1.188 0.082C T- FI 25 2 362.90 0.091 329.75 283.02 1.165 2.152 0.118C T- FI 1 3 158.93 0.037 153.09 171.06 0.895 1.780 0.120C T- FI 3.5 3 190.67 0.032 184.64 170.78 1.081 3.260 0.263C T- FI 7.5 3 179.30 0.118 158.10 145.41 1.087 2.250 0.161
C T- FI 15 3 327.48 0.082 300.55 285.89 1.051 2.268 0.147
C T- FI 25 3 346.74 0.091 315.07 283.02 1.113 2.274 0.155
C T- FI 1 4 171.30 0.037 165.00 171.06 0.965 2.075 0.137
C T- FI 3.5 4 216.73 0.032 209.88 170.78 1.229 2.908 0.237
C T- FI 7.5 4 179.64 0.118 158.40 145.41 1.089 2.246 0.172C T- FI 15 4 349.14 0.082 320.42 285.89 1.121 2.215 0.166
C T- FI 25 4 340.42 0.091 309.32 283.02 1.093 2.052 0.133
C T- FI 1 5 175.23 0.037 168.79 171.06 0.987 1.663 0.102
C T- FI 3.5 5 209.86 0.032 203.22 170.78 1.190 1.664 0.117
C T- FI 7.5 5 175.62 0.118 154.86 145.41 1.065 3.169 0.252
C T- FI 15 5 339.31 0.082 311.40 285.89 1.089 2.381 0.174
C T- FI 25 5 332.76 0.091 302.36 283.02 1.068 2.186 0.155
C T- FI 1 6 186.43 0.037 179.57 171.06 1.050 2.377 0.166
C T- FI 3.5 6 ~208.74 0.032 202.14 170.78 ~- 1.184 1.900 0.130
C T- FI 7.5 6 179.87 0.118 158.61 145.41 1.091 3.451 0.275
C T- FI 15 6 345.77 0.082 317.33 285.89 1.110 2.663 0.173
C T- FI 25 6 330.39 0.091 300.21 283.02 1.061 2.305 0.168Past - F2 1 1 192.16 0.056 181.46 171.06 1.061 2.696 0.209Past - F2 3.5 1 203.19 0.042 194.67 170.78 1.140 2.419 0.173
-Anexo 5. Continuação...
-
Past - F2 7.5 1 166.55 0.116 147.22 145.41 1.012 2.389 0.172Past - F2 15 1 354.39 0.114 314.03 285.89 1.098 1.869 0.138Past - F2 25 1 330.23 0.097 298.09 283.02 1.053 2.153 0.119
Past - F2 1 2 206.09 0.056 194.62 171.06 1.138 1.464 0.117Past - F2 3.5 2 202.10 0.042 193.63 170.78 1.134 2.555 0.190Past - F2 7.5 2 182.73 0.116 161.52 145.41 1.111 2.432 0.174Past - F2 15 2 347.84 0.114 308.22 285.89 1.078 2.553 0.164Past - F2 25 2 341.05 0.097 307.85 283.02 1.088 2.030 0.142Past - F2 1 3 185.62 0.056 175.29 171.06 1.025 1.614 0.108Past - F2 3.5 3 177.55 0.042 170.11 170.78 0.996 2.536 0.183Past - F2 7.5 3 192.30 0.116 169.98 145.41 1.169 2.499 0.180Past - F2 15 3 372.46 0.114 330.04 285.89 1.154 2.538 0.181Past - F2 25 3 341.36 0.097 308.13 283.02 1.089 1.558 0.093Past - F2 1 4 200.04 0.056 188.90 171.06 1.104 1.410 0.103Past - F2 3.5 4 214.87 0.042 205.86 170.78 1.205 1.405 0.097Past - F2 7.5 4 174.94 0.116 154.63 145.41 1.063 1.412 0.081Past - F2 15 4 344.61 0.114 305.36 285.89 1.068 2.724 0.224Past - F2 25 4 323.25 0.097 291.78 283.02 1.031 1.402 0.086Past - F2 1 5 208.98 0.056 197.35 171.06 1.154 1.899 0.152Past - F2 3.5 5 215.27 0.042 206.24 170.78 1.208 1.835 0.121
Past - F2 7.5 5 171.51 0.116 151.60 145.41 1.043 1.535 0.105
Past - F2 15 5 340.16 0.114 301.42 285.89 1.054 1.589 0.100
Past - F2 25 5 324.40 0.097 292.82 283.02 1.035 1.168 0.081
Past - F2 1 6 215.32 0.056 203.33 171.06 1.189 2.018 0.157
Past - F2 3.5 6 218.13 0.042 208.98 170.78 1.224 1.470 0.116Past - F2 7.5 6 169.43 0.116 149.76 145.41 1.030 1.443 0.105Past - F2 15 6 347.53 0.114 307.95 285.89 1.077 1.619 0.122
Past - F2 25 6 332.72 0.097 300.33 283.02 1.061 2.081 0.162
CR T+ FI 1 1 189.48 0.025 184.71 171.06 1.080 1.381 0.096
CR T+ FI 3.5 1 189.72 0.026 184.72 170.78 1.082 1.676 0.152
CR T+ FI 7.5 1 158:53 0.099 142.91 145.41 - 0.983 1.317 0.115
CR T+ FI 15 1 341.48 0.096 308.58 285.89 1.079 1.247 0.111
CR T+ FI 25 1 325.85 0.095 294.98 283.02 1.042 1.432 0.103
CR T+ FI 1 2 186.95 0.025 182.25 171.06 1.065 1.210 0.098
CR T+ FI 3.5 2 182.69 0.026 177.88 170.78 1.042 2.010 0.156
CR T+ FI 7.5 2 158.02 0.099 142.45 145.41 0.980 1.792 0.132
Anexo 5. Continuação...CR T+ FI 15 2 321.88 0.096 290.87 285.89 1.017 1.648 0.110CR T+ FI 25 2 326.61 0.095 295.66 283.02 1.045 1.722 0.131CR T+ FI 1 3 185.56 0.025 180.89 171.06 1.057 2.006 0.121CR T+ FI 3.5 3 187.22 0.026 182.29 170.78 1.067 1.296 0.095CR T+ FI 7.5 3 161.37 0.099 145.47 145.41 1.000 2.186 0.182CR T+ FI 15 3 318.64 0.096 287.94 285.89 1.007 2.103 0.147CR T+ FI 25 3 332.85 0.095 301.31 283.02 1.065 1.963 0.141CR T+ FI 1 4 182.36 0.025 177.77 171.06 1.039 1.671 0.121CR T+ FI 3.5 4 182.30 0.026 177.50 170.78 1.039 1.584 0.124CR T+ FI 7.5 4 174.98 0.099 157.74 145.41 1.085 3.667 0.287CR T+ FI 15 4 331.87 0.096 299.90 285.89 1.049 2.414 0.178CR T+ FI 25 4 329.35 0.095 298.14 283.02 1.053 1.800 0.123CR T+ FI 1 5 184.19 0.025 179.56 171.06 1.050 1.831 0.129CR T+ FI 3.5 5 189.88 0.026 184.88 170.78 1.083 2.026 0.132CR T+ FI 7.5 5 172.08 0.099 155.13 145.41 1.067 1.841 0.122CR T+ FI 15 5 334.67 0.096 302.43 285.89 1.058 2.172 0.162CR T+ FI 25 5 336.96 0.095 305.03 283.02 1.078 1.755 0.132CR T+ FI 1 6 192.07 0.025 187.24 171.06 1.095 1.662 0.123CR T+ FI 3.5 6 208.97 0.026 203.47 170.78 1.191 1.477 0.104CR T+ FI 7.5 6 177.78 0.099 160.27 145.41 1.102 2.599 0.175CR T+ FI 15 6 343.36 0.096 310.28 285.89 1.085 2.356 0.171CR T+ FI 25 6 338.75 0.095 306.65 283.02 1.083 1.769 0.137CR T+ F2 1 1 193.80 0.055 183.14 171.06 1.071 1.652 0.116CR T+ F2 3.5 1 207.01 0.064 193.66 170.78 1.134 1.464 0.105
CR T+ F2 7.5 1 176.02 0.099 158.68 145.41 1.091 1.916 0.130
CR T+ F2 15 1 359.32 0.096 324.70 285.89 1.136 1.530 0.103
CR T+ F2 25 1 344.37 0.095 311.74 283.02 1.101 2.104 0.174
CR T+ F2 1 2 180.97 0.055 171.01 171.06 1.000 1.942 0.128
CR T+ F2 3.5 2 177.97 0.064 166.49 170.78 0.975 1.648 0.123
CR T+ F2 7.5 2 161.36 0.099 145.46 145.41 1.000 1.856 0.125
CR T+ F2 15 2 346.l2 0.096 312.77 285.89 -1.094 1.758 0.115
CR T+ F2 25 2 354.69 0.095 321.08 283.02 1.134 2.100 0.128
CR T+ F2 1 3 199.03 0.055 188.08 171.06 1.099 2.004 0.126CR T+ F2 3.5 3 214.69 0.064 200.85 170.78 1.176 2.116 0.134
CR T+ F2 7.5 3 184.73 0.099 166.53 145.41 1.145 2.207 0.132
CR T+ F2 15 3 348.66 0.096 315.07 285.89 1.102 2.685 0.235
('""
Anexo 5. Continuação...CR T+ F2 25 3 369.78 0.095 334.74 283.02 1.183 1.493 0.081CR T+ F2 1 4 183.04 0.055 172.97 171.06 1.011 2.301 0.154CR T+ F2 3.5 4 172.74 0.064 161.60 170.78 0.946 2.153 0.128
CR T+ F2 7.5 4 197.51 0.099 178.05 145.41 1.225 2.283 0.143CR T+ F2 15 4 360.38 0.096 325.66 285.89 1.139 1.761 0.101CR T+ F2 25 4 360.36 0.095 326.22 283.02 1.153 1.361 0.082CR T+ F2 I 5 203.17 0.055 191.99 171.06 1.122 2.272 0.140CR T+ F2 3.5 5 216.93 0.064 202.94 170.78 1.188 2.097 0.129CR T+ F2 7.5 5 180.49 0.099 162.71 145.41 1.119 2.099 0.129CR T+ F2 15 5 371.66 0.096 335.85 285.89 1.175 2.103 0.121CR T+ F2 25 5 347.97 0.095 315.00 283.02 1.113 2.008 0.139CR T+ F2 1 6 195.54 0.055 184.78 171.06 1.080 1.867 0.106CR T+ F2 3.5 6 203.21 0.064 190.11 170.78 1.113 1.750 0.127CR T+ F2 7.5 6 172.71 0.099 155.70 145.41 1.071 2.167 0.175CR T+ F2 15 6 352.27 0.096 318.33 285.89 1.113 1.645 0.097CR T+ F2 25 6 344.32 0.095 311.70 283.02 1.101 1.897 0.089PR T- F2 1 1 216.49 0.029 210.16 171.06 1.229 1.778 0.102PR T- F2 3.5 1 220.86 0.032 213.80 170.78 1.252 2.576 0.201PR T- F2 7.5 1 191.38 0.110 170.41 145.41 1.172 1.712 0.112PR T- F2 15 1 385.27 0.097 347.96 285.89 1.217 1.692 0.101PR T- F2 25 1 349.60 0.036 337.14 283.02 1.191 1.846 0.110PR T- F2 1 2 209.95 0.029 203.81 171.06 1.191 2.046 0.142
PR T- F2 3.5 2 218.23 0.032 211.25 170.78 1.237 1.869 0.099
PR T- F2 7.5 2 188.41 0.110 167.77 145.41 1.154 2.668 0.216
PR T- F2 15 2 369.34 0.097 333.57 285.89 1.167 1.985 0.137
PR T- F2 25 2 355.06 0.036 342.40 283.02 1.210 1.663 0.104
PR T- F2 I 3 323.92 0.029 314.45 171.06 1.838 1.988 0.118
PR T- F2 3.5 3 224.33 0.032 217.15 170.78 1.272 2.058 0.121
PR T- F2 7.5 3 188.05 0.110 167.45 145.41 1.152 2.324 0.150
PR T- F2 15 3 381.47 0.097 344.53 285.89 1.205 2.517 0.157
PR T- F2 25 3 383.56 0.036 369.89 283.02 -1.307 2.478 0.156
PR T- F2 1 4 219.82 0.029 213.39 171.06 1.247 1.979 0.119
PR T- F2 3.5 4 231.45 0.032 224.05 170.78 1.312 2.048 0.128
PR T- F2 7.5 4 175.10 0.110 155.92 145.41 1.072 1.503 0.094
PR T- F2 15 4 329.52 0.097 297.61 285.89 1.041 2.412 0.164
PR T- F2 25 4 373.24 0.036 359.93 283.02 1.272 2.419 0.155
...- ">
Anexo 5. Continuação...PR T- F2 1 5 214.44 0.029 208.17 171.06 1.217 2.305 0.141PR T- F2 3.5 5 231.49 0.032 224.09 170.78 1.312 2.076 0.123PR T- F2 7.5 5 191.83 0.110 170.81 145.41 1.175 2.312 0.137
PR T- F2 15 5 368.54 0.097 332.85 285.89 1.164 2.353 0.158PR T- F2 25 5 384.83 0.036 371.11 283.02 1.311 2.246 0.143PR T- F2 1 6 231.53 0.029 224.76 171.06 1.314 2.267 0.139PR T- F2 3.5 6 228.72 0.032 221.40 170.78 1.296 2.179 0.138PR T- F2 7.5 6 201.71 0.110 179.61 145.41 1.235 1.980 0.115PR T- F2 15 6 403.51 0.097 364.43 285.89 1.275 1.618 0.105PR T- F2 25 6 411.09 0.036 396.44 283.02 1.401 2.117 0.116PR T- FI 1 1 214.76 0.028 208.78 171.06 1.220 1.512 0.111PR T- FI 3.5 1 223.19 0.026 217.49 170.78 1.273 2.443 0.166PR T- FI 7.5 1 190.16 0.110 169.33 145.41 1.165 2.207 0.139PR T- FI 15 I 357.03 0.030 346.48 285.89 1.212 2.407 0.155
PR T- FI 25 1 354.53 0.090 322.51 283.02 1.139 1.656 0.117
PR T- FI 1 2 184.65 0.028 179.51 171.06 1.049 2.346 0.164
PR T- FI 3.5 2 219.46 0.026 213.85 170.78 1.252 2.308 0.157
PR T- FI 7.5 2 185.08 0.110 164.80 145.41 1.133 2.369 0.162
PR T- FI 15 2 349.45 0.030 339.13 285.89 1.186 2.217 0.143
PR T- FI 25 2 339.43 0.090 308.77 283.02 1.091 2.877 0.236
PR T- FI 1 3 223.99 0.028 217.76 171.06 1.273 1.629 0.115
PR T- FI 3.5 3 214.50 0.026 209.02 170.78 1.224 2.424 0.173
PR T- FI 7.5 3 190.61 0.110 169.73 145.41 1.167 2.163 0.144
PR T- FI 15 3 380.07 0.030 368.84 285.89 1.290 2.117 0.136
PR T- FI 25 3 401.55 0.090 365.28 283.02 1.291 2.209 0.150
PR T- FI 1 4 188.16 0.028 182.92 171.06 1.069 1.758 0.114
PR T- FI 3.5 4 213.47 0.026 208.01 170.78 1.218 2.564 0.229
PR T- FI 7.5 4 182.61 0.110 162.60 145.41 1.118 2.190 0.164
PR T- FI 15 4 361.26 0.030 350.59 285.89 1.226 2.039 0.153
PR T- FI 25 4 361.91 0.090 329.22 283.02 1.163 1.984 0.122
PR T- FI 1 5 185.39-- 0.028 180.23 171.06 1:054 2.317 0.151
PR T- FI 3.5 5 221.30 0.026 215.64 170.78 1.263 1.766 0.121
PR T- FI 7.5 5 183.34 0.110 163.25 145.41 1.123 3.003 0.245
PR T- FI 15 5 352.78 0.030 342.36 285.89 1.198 2.763 0.214
PR T- FI 25 5 349.55 0.090 317.98 283.02 1.123 1.913 0.133PR T- FI 1 6 197.48 0.028 191.98 171.06 1.122 2.048 0.137
.... ....- ,...
Anexo 5. Continuação...PR T- FI 3.5 6 207.13 0.026 201.84 170.78 1.182 1.917 0.125PR T- FI 7.5 6 186.97 0.110 166.49 145.41 1.145 3.121 0.259PR T- FI 15 6 344.44 0.030 334.27 285.89 1.169 2.494 0.170PR T- FI 25 6 344.43 0.090 313.32 283.02 1.107 2.240 0.150
Cerr - FO 1 1 156.38 0.070 145.48 171.06 0.850 1.939 0.137Cerr - FO 3.5 1 154.06 0.064 144.20 170.78 0.844 2.792 0.213Cerr - FO 7.5 1 135.22 0.182 110.67 145.41 0.761 1.942 0.131Cerr - FO 15 1 298.83 0.181 244.63 285.89 0.856 2.788 0.204Cerr - FO 25 1 305.19 0.204 243.01 283.02 0.859 2.862 0.203Cerr - FO 1 2 154.74 0.070 143.96 171.06 0.842 2.650 0.178Cerr - FO 3.5 2 174.38 0.064 163.22 170.78 0.956 2.566 0.169Cerr - FO 7.5 2 150.58 0.182 123.24 145.41 0.848 1.861 0.138Cerr - FO 15 2 322.16 0.181 263.73 285.89 0.922 2.252 0.171Cerr - FO 25 2 329.24 0.204 262.16 283.02 0.926 2.357 0.159Cerr - FO 1 3 147.10 0.070 136.85 171.06 0.800 2.231 0.164Cerr - FO 3.5 3 172.70 0.064 161.65 170.78 0.947 2.149 0.145Cerr - FO 7.5 3 146.91 0.182 120.24 145.41 0.827 2.275 0.164Cerr - FO 15 3 329.93 0.181 270.09 285.89 0.945 1.974 0.143Cerr - FO 25 3 294.38 0.204 234.40 283.02 0.828 2.778 0.213Cerr - FO 1 4 143.52 0.070 133.52 171.06 0.781 2.680 0.196Cerr - FO 3.5 4 180.41 0.064 168.87 170.78 0.989 2.509 0.178Cerr - FO 7.5 4 146.58 0.182 119.97 145.41 0.825 2.115 0.158Cerr - FO 15 4 303.00 0.181 248.04 285.89 0.868 1.718 0.126
Cerr - FO 25 4 324.46 0.204 258.36 283.02 0.913 3.071 0.242
Cerr - FO 1 5 137.63 0.070 128.04 171.06 0.748 2.417 0.177
Cerr - FO 3.5 5 165.44 0.064 154.86 170.78 0.907 2.353 0.162
Cerr - FO 7.5 5 164.69 0.182 134.79 145.41 0.927 2.270 0.157
Cerr - FO 15 5 337.37 0.181 276.18 285.89 0.966 2.148 0.129
Cerr - FO 25 5 325.47 0.204 259.16 283.02 0.916 1.767 0.125
Cerr - FO 1 6 155.89 0.070 145.03 171.06 0.848 2.843 0.193
eerr - FO 3.5 6 158.45_. 0.064 148.31 170.78 0.86&- 2.634 0.192
Cerr - FO 7.5 6 138.02 0.182 112.96 145.41 0.777 2.559 0.169
Cerr - FO 15 6 299.46 0.181 245.15 285.89 0.857 2.254 0.161Cerr - FO 25 6 325.06 0.204 258.83 283.02 0.915 1.561 0.115
, J-
~
~
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Anexo 6. Médias mensais do período 1991-2005 de precipitação, temperatura e umidade do ar no coletadas na estação meteorológica da "Serra",Embrapa Cerrados, Planaltina, DF. Coordenadas 15°35'30" S 47° 42'00" W, altitude 1.175 m.
Mês
JaneiroFevereiro
MarçoAbrilMaioJunhoJulho
AgostoSetembroOutubro
NovembroDezembro
Precipitação(mm)
247.1209.8230.5107.627.75.30.618.237.984.2217.9229.1
Temperatura (CO)Máxima Mínima
26.4 17.627.0 17.526.6 17.526.9 17.025.9 15.325.4 13.925.7 13.727.5 14.828.7 16.928.9 17.626.7 17.326.4 17.6
Média21.522.221.521.420.219.219.320.822.122.921.521.4
Umidade do ar (%)Máxima Mínima
97.0 59.995.8 53.795.4 54.994.2 53.292.0 48.086.2 40.779.1 34.772.1 31.574.9 34.183.2 41.194.4 55.795.8 58.5
Média81.776.578.776.871.064.357.551.654.563.178.181.3